| （1）激光切割的原理 激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質，從而實現將工件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。激光切割的原理見下圖。 2 y$ D& D0 q2 W0 m y7 p2 J# ~  （2）激光切割的分類 激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。 ) E3 h2 j- o9 l- d0 D) ?7 N 1）激光汽化切割 & u$ E+ s: t8 e. ]) D 利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內達到材料的沸點，材料開始汽化，形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時，在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。 激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料（如紙、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。 2）激光熔化切割 激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體（Ar、He、N等），依靠氣體的強大壓力使液態金屬排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。 激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。 3）激光氧氣切割 激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割。它是用激光作為預熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用，發生氧化反應，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區吹出，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應產生了大量的熱，所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度遠遠大于激光汽化切割和熔化切割。 ; r. ~4 a- Y8 [% E5 _9 o 激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。 ) S& }- H7 t# M1 C! \ 4）激光劃片與控制斷裂 , T, ~1 _: A$ B( m 激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描，使材料受熱蒸發出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關激光器和CO2激光器。 8 @* b8 v! z. ^* i7 ]# |) C 控制斷裂是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產生局部熱應力，使材料沿小槽斷開。 激光切割的特點 ) i1 Q0 i$ f6 _% _: Q 激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點是切割速度快、質量高。具體概括為如下幾個方面。 ⑴ 切割質量好 1 F; P( Q" P. T# B* e& c$ h# q 由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質量。 ① 激光切割切口細窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達±0.05mm。 ② 切割表面光潔美觀，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序，無需機械加工，零部件可直接使用。 ③ 材料經過激光切割后，熱影響區寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形狀好，切縫橫截面形狀呈現較為規則的長方形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較見表1，切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板。 ⑵ 切割效率高 由于激光的傳輸特性，激光切割機上一般配有多臺數控工作臺，整個切割過程可以全部實現數控。操作時，只需改變數控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進行二維切割，又可實現三維切割。  $ e( r. a0 {8 F8 N⑶ 切割速度快 8 f: a9 i# z4 G1 R/ T8 Z 用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達600cm/min；切割5mm厚的聚丙烯樹脂板，切割速度可達1200cm/min。材料在激光切割時不需要裝夾固定，既可節省工裝夾具，又節省了上、下料的輔助時間。 ⑷ 非接觸式切割 % L: w' [+ S R" r9 _. g. ^ 激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數。激光切割過程噪聲低，振動小，無污染。 9 R u2 C# @" W0 A: n, B7 i% m ⑸ 切割材料的種類多 2 V; ~) R3 J5 d7 s1 q 與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現出不同的激光切割適應性。采用CO2激光器，各種材料的激光切割性能見表2。  |