2章_三菱激光机切断原理
激光切割机工作原理
激光切割机工作原理激光切割机是一种利用激光束对材料进行切割的高精度设备。
它通过将高能量的激光束聚焦在极小的区域上，使材料在激光束的热作用下迅速融化、汽化或燃烧，从而实现对材料的切割。
激光切割机的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 激光发生器产生激光束：激光切割机的核心部件是激光发生器，它通过激光介质的受激辐射作用，将电能转化为激光能量。
激光发生器通常采用激光二极管或激光器作为光源，产生高能量、高聚焦度的激光束。
2. 激光束传输和聚焦：激光束经过透镜系统的传输和聚焦，使其能量密度集中在一个非常小的区域内。
透镜系统通常由凸透镜和凹透镜组成，通过调整透镜的位置和角度，可以控制激光束的聚焦效果。
3. 材料与激光相互作用：激光束聚焦后，照射到待切割的材料表面。
材料可以吸收、反射或透过激光束。
当激光束被材料吸收时，材料表面的温度迅速升高，达到融化或汽化的温度，形成一个小孔。
4. 激光切割：当材料表面形成小孔后，激光束继续向下穿过材料，与材料内部相互作用。
激光束的能量使材料在激光束的作用下熔化、汽化或燃烧，形成切割缝隙。
由于激光束的高能量和高聚焦度，切割缝隙非常细小，能够实现高精度的切割。
5. 气体辅助切割：为了提高切割效果和速度，激光切割机通常会使用气体辅助切割技术。
气体（如氮气、氧气或惰性气体）通过喷嘴喷射到切割缝隙中，将熔化的材料吹走，同时冷却切割区域，防止材料重新粘合。
总结：激光切割机利用高能量、高聚焦度的激光束对材料进行切割。
通过激光发生器产生激光束，经过透镜系统的传输和聚焦，将激光束能量密度集中在材料表面，使其融化、汽化或燃烧，形成切割缝隙。
激光切割机的工作原理可以实现高精度、高效率的切割，广泛应用于金属加工、电子制造、汽车工业等领域。
激光切割机工作原理
激光切割机工作原理激光切割机是一种利用激光束进行材料切割的设备。
它通过将高能量密度的激光束聚焦在工件上，使工件表面的材料瞬间蒸发、熔化或燃烧，从而实现切割的目的。
激光切割机工作原理涉及激光的发射、传输、聚焦和切割过程。
1. 激光的发射激光切割机采用的激光源通常是气体激光器或固体激光器。
气体激光器使用气体（如二氧化碳、氩气等）作为激光介质，通过电极放电激发气体分子，使其产生激光。
固体激光器则使用固体材料（如Nd:YAG晶体）作为激光介质，通过外部能量源（如闪光灯）激发固体材料，使其产生激光。
2. 激光的传输激光通过光纤或镜片进行传输。
光纤是一种能够将激光束导向到需要切割的位置的光学器件。
镜片则用于调整激光束的聚焦度和尺寸，以适应不同材料的切割需求。
3. 激光的聚焦激光切割机通过透镜将激光束聚焦到一个非常小的点上，形成高能量密度的激光束。
聚焦镜头的选择和调整对切割效果至关重要，可以通过调整焦距和聚焦点的位置来控制切割深度和速度。
4. 材料的切割当激光束聚焦到工件表面时，激光能量会使材料表面瞬间升温并达到蒸发、熔化或燃烧的温度，从而形成一个小孔。
随着激光束的移动，小孔会不断向前扩展，形成一个细长的切割线。
通过控制激光束的移动速度和功率，可以实现不同材料的切割。
激光切割机的工作原理基于激光的高能量密度和高精度聚焦。
相比传统的机械切割方法，激光切割具有以下优势：1. 高精度：激光切割机可以实现非常精细的切割，切割线条平滑、无毛刺，适用于对切割质量要求较高的应用。
2. 高效率：激光切割速度快，且不受材料硬度的限制。
对于一些硬度较高的材料，如金属，激光切割是一种更加有效的切割方法。
3. 灵活性：激光切割机可以切割多种材料，包括金属、塑料、木材等。
通过调整激光的功率和参数，可以适应不同材料的切割需求。
4. 自动化：激光切割机可以与计算机控制系统配合使用，实现自动化切割，提高生产效率和产品质量。
需要注意的是，激光切割机在使用过程中需要注意安全事项。
激光切割机工作原理
激光切割机工作原理
1.激光器：激光切割机使用的是具有高功率和高能量密度的激光器，
可以产生高强度、高纯度和稳定性的激光束。
常用的激光器有CO2激光器
和纤维激光器等。
2.切割头：切割头是激光束与工件接触的部分，其主要包括光学透镜
和反射镜等光学元件。
透镜可以将激光束聚焦成小而密集的光点，而反射
镜则用于将激光束反射到工件上。
3.光纤：光纤是将激光束从激光器传输到切割头的媒介。
光纤具有高
强度、耐高温和耐磨损等特性，可以有效地保持激光束的质量和稳定性。
4.镜片：镜片是激光切割机中的一个重要光学元件，其主要作用是通
过反射和折射将激光束聚焦到工件上。
镜片具有高反射和高透射的特性，
使得激光束能够有效地聚焦和控制。
C系统：CNC系统是激光切割机的控制系统，能够通过预先设定
的程序和控制操作，实现对切割头和工件的精确控制。
CNC系统可以根据
需要调整激光束的功率、速度和聚焦等参数，实现不同材料的高精度切割。
值得注意的是，不同的材料对激光切割的响应是不同的。
例如，对于
金属材料，激光切割主要是通过熔化和汽化来实现的；而对于非金属材料，激光切割主要是通过热分解和燃烧来实现的。
总结起来，激光切割机是一种利用激光作为切割工具的设备，其工作
原理主要是通过激光束的热效应对材料进行切割。
激光切割机具有高精度、高速度和灵活性等优点，在自动化生产中得到广泛应用。
激光切割机工作原理
激光切割机工作原理激光切割机是一种利用激光束对材料进行切割的设备。
它通过将高能激光束聚焦在材料上，使其局部区域升温至融点甚至汽化，然后利用气体喷射将熔融或者汽化的材料吹散，从而实现对材料的切割。
激光切割机主要由激光器、切割头、光路系统、控制系统和辅助系统等组成。
下面将详细介绍激光切割机的工作原理：1. 激光器：激光切割机通常采用CO2激光器作为激光源。
CO2激光器通过电子能级跃迁产生激光，其波长为10.6微米，能量较高，能够在大多数材料上进行切割。
2. 光路系统：激光器发出的激光经过光路系统的聚焦透镜进行聚焦。
聚焦透镜的作用是将激光束会萃到一个较小的点上，使激光能量密度增大，从而提高切割效果。
3. 切割头：切割头是激光切割机的核心部件，它包括一个焦点调节器和一个喷气嘴。
焦点调节器用于调节激光束的聚焦距离，以确保激光能够准确地聚焦在材料上。
喷气嘴则用于喷射辅助气体，将熔融或者汽化的材料吹散，保持切割区域清洁。
4. 辅助系统：激光切割机还需要配备辅助系统，包括冷却系统、气体供应系统和废气处理系统等。
冷却系统用于保持激光器和光路系统的正常工作温度，防止过热损坏。
气体供应系统提供切割过程中所需的辅助气体，如氮气、氧气等。
废气处理系统用于处理切割过程中产生的废气，以保证环境的清洁。
5. 控制系统：激光切割机的控制系统主要由电脑和控制卡组成。
通过预先编写的切割程序，控制系统可以精确控制激光切割机的运行，包括切割速度、功率、焦距等参数的调节。
激光切割机的工作原理可以简单概括为：激光器发出的激光束经过光路系统的聚焦透镜聚焦在材料上，使其局部区域升温至融点甚至汽化，然后利用喷气嘴喷射的辅助气体将熔融或者汽化的材料吹散，从而实现对材料的切割。
控制系统可以精确控制切割参数，以满足不同材料和切割要求。
激光切割技术具有切割速度快、切割质量高、切割精度高等优点，广泛应用于金属材料、非金属材料、合金材料等领域。
它在汽车创造、航空航天、电子设备、建造装饰等行业中发挥着重要作用。
激光切割机工作原理
激光切割机工作原理引言概述：激光切割机是一种高精度、高效率的切割设备，广泛应用于金属加工、汽车制造、电子行业等领域。
其工作原理是利用激光束对工件进行加热，使其瞬间融化或气化，从而实现切割。
下面将详细介绍激光切割机的工作原理。
一、激光产生1.1 激光器：激光切割机的核心部件是激光器，激光器通过激发介质使其产生激光。
1.2 激光介质：激光介质通常是气体、固体或液体，常用的激光介质有CO2、Nd:YAG等。
1.3 光学腔：光学腔是激光器的一个重要组成部分，通过反射镜和输出镜使激光在腔内反复传播，增强激光的能量。
二、激光聚焦2.1 透镜系统：激光切割机通过透镜系统将激光聚焦成一束高能量密度的光束。
2.2 聚焦头：聚焦头是激光切割机的另一个关键部件，通过调节焦距和光斑大小来控制激光的聚焦效果。
2.3 焦点位置：激光聚焦后在工件表面形成一个焦点，使激光能量密度达到足够高的水平，从而实现切割。
三、激光切割3.1 材料吸收：激光束照射到工件表面，被材料吸收后产生高温，使材料局部融化或气化。
3.2 气流辅助：激光切割机通常会使用气流辅助，将气体吹向切割区域，带走融化或气化后的材料。
3.3 控制系统：激光切割机配备有精密的控制系统，可以根据加工要求调节激光功率、速度和焦点位置。
四、切割质量4.1 切缝宽度：激光切割机的切缝宽度通常在0.1-0.3毫米之间，具有高精度和高质量。
4.2 切割速度：激光切割机具有较高的切割速度，可实现快速、精确的加工。
4.3 切割精度：激光切割机的切割精度可以达到数十微米，适用于对尺寸精度要求较高的工件加工。
五、应用领域5.1 金属加工：激光切割机广泛应用于金属板材、管材等的精密切割。
5.2 汽车制造：汽车制造行业常用激光切割机进行车身零部件的加工。
5.3 电子行业：激光切割机在电子行业中用于PCB板、导电膜等材料的加工。
结语：激光切割机通过激光产生、聚焦、切割等步骤实现高效、高质量的加工，广泛应用于各个领域。
激光切割机工作原理
激光切割机工作原理激光切割机是一种利用激光束对材料进行切割的设备。
它采用高能密度的激光束，通过对材料表面进行照射，使材料局部加热并融化，然后利用气体喷嘴将融化的材料吹走，从而实现切割的目的。
激光切割机的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 激光发生器：激光切割机的核心部件是激光发生器。
激光发生器产生高能量的激光束，通常使用CO2激光器或者光纤激光器。
激光束经过准直透镜和聚焦透镜后变为高能密度的激光束。
2. 材料照射：激光束被聚焦透镜聚焦后，通过光路系统照射到待切割的材料表面。
激光束的高能量密度使材料表面迅速加热，达到融化点。
3. 气体喷嘴：激光束照射到材料表面时，同时通过气体喷嘴喷出辅助气体，常用的辅助气体有氮气、氧气和惰性气体。
辅助气体的作用是将融化的材料吹走，防止产生熔渣。
4. 切割控制系统：激光切割机配备了一套切割控制系统，可以根据切割要求对激光切割机进行参数设置。
切割控制系统可以控制激光功率、切割速度、气体流量等参数，以实现对不同材料的切割。
5. 切割过程：当激光束照射到材料表面时，材料表面的温度迅速升高，达到融化点后开始融化。
同时，辅助气体喷嘴喷出的气流将融化的材料吹走，形成切割孔。
激光束沿着预先设定的路径进行挪移，实现对材料的切割。
6. 切割质量检测：激光切割机还配备了切割质量检测系统，可以实时监测切割过程中的光斑大小、切割速度等参数，以保证切割质量的稳定和一致性。
激光切割机工作原理的优势在于其高精度、高速度和高效率。
激光束的高能量密度可以实现对各种材料的精切当割，包括金属、非金属等。
此外，激光切割机还具有无接触、无磨损、无变形等特点，可以实现对复杂形状的材料进行切割。
总结起来，激光切割机工作原理是利用高能量密度的激光束对材料进行照射和加热，通过辅助气体喷嘴将融化的材料吹走，实现对材料的切割。
激光切割机具有高精度、高速度和高效率的优势，广泛应用于各个行业，包括创造业、汽车工业、航空航天等领域。
激光切割机工作原理
激光切割机工作原理激光切割技术是一种高精度、高效率的切割方法，广泛应用于各个领域。
激光切割机作为激光切割技术的主要工具，其工作原理十分重要。
本文将详细介绍激光切割机的工作原理及其相关技术。
一、激光切割机的基本原理激光切割机主要依靠激光束的高能量密度，将光能转化为热能，从而对材料进行切割。
其基本原理是通过集束透镜，将激光束聚焦到非常小的点上，使其能量密度集中到一个小范围内。
这样，光束瞬间将材料加热到高温，使材料局部熔化、蒸发或气化。
通过控制激光束的移动轨迹，即可实现对材料的切割。
二、激光切割机的工作过程激光切割机的工作过程包括激光发射、激光传输、激光聚焦和材料切割四个关键步骤。
首先，激光器将电能转化为激光能，并通过光纤传输到切割头。
激光头内部的透镜对激光进行聚焦，使能量密度达到切割所需的水平。
然后，激光束通过光斑扫描系统控制移动轨迹，准确定位切割区域。
在切割过程中，激光束与材料相互作用。
当激光束照射到材料上时，光能转化为热能，使材料的温度升高。
当温度达到临界点时，材料开始熔化。
随着激光束的移动，熔化的材料被吹掉，形成切口。
通过不断重复这个过程，最终完成对材料的切割。
三、激光切割机的特点激光切割机具有以下几个显著的特点：1. 高精度：激光束可以被高度聚焦，因此切割过程中的热影响区域较小，能够实现高精度切割。
2. 高效率：激光切割机可以通过计算机控制移动轨迹，自动完成切割任务，工作效率高。
3. 可切割多种材料：激光切割机可以切割各种金属材料和非金属材料，如钢板、铝材、木材等。
4. 切割面质量好：激光切割机切割的切口较光滑，无毛刺，不需要二次加工。
5. 灵活性强：激光切割机可以根据实际需要进行定制，适用于各种形状和尺寸的切割任务。
四、激光切割机的应用领域激光切割机在各个领域有着广泛的应用，特别是在制造业和工艺品加工领域。
以下是部分应用领域的介绍：1. 金属制造业：激光切割机可以对金属材料进行高精度切割，广泛应用于汽车、航空航天等金属制造行业。
激光切割机原理是什么
激光切割机原理是什么
激光切割机的原理是利用激光束的高能量密度和聚焦能力，在工件表面产生高热能，使其局部区域迅速升温，达到熔化或汽化的温度，然后通过气流喷射或运动机构将熔化或汽化的物质吹除，从而实现对工件进行切割的过程。
具体原理如下：
1. 激光发生器产生激光光束，通常采用CO2激光器或光纤激
光器。
激光光束经过光学透镜聚焦，使其能量密度变得更高。
2. 聚焦后的激光光束照射到工件表面，光能被吸收转化为热能。
工件材料的吸收特性与激光波长有关，一般金属对CO2激光
较为吸收，而光纤激光更适合非金属材料。
3. 高能量密度的激光束将工件表面的局部区域迅速加热，在极短的时间内达到熔点或汽化温度。
此过程为热传导。
4. 加热到熔点或汽化温度的材料被气流喷射或运动机构移动，将熔化或汽化的物质吹除。
喷射气体一般用氮气、氧气或压缩空气。
5. 激光束和气流/运动机构同时作用，切割出所需的形状。
光
束的运动速度决定了切割的速度。
总的来说，激光切割机利用激光束的高能量密度将工件局部区域加热到熔点或汽化温度，然后通过喷射气流或运动机构将熔化或汽化的物质吹除，从而实现对工件进行切割。
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激光切割的原理２．激光切割的原理
二氧化碳激光照到金属上、(根据材料的种类而不同)激光加工用金属材料90%会反射。
但是这种反射率是金属固体时的数值、融化状态的金属却容易吸収。
所以金属切断时、首先要使金属有一点点的融化状态。
反射率90％(吸収率10％)的状态使金属融化的方法是利用透镜在金属表面聚光、能量密度达到最大。
融化开始后可连续吸収激光、即便是反射率大的金属也很容易切断。
实际上紧靠聚焦的激光是切不断金属的。
激光照射的同时还要用氧气之类的辅助气体来吹散融化的金属。
光
工透镜
辅
加工物
图2.1 激光切割的概要
2.1 切断的过程
图2.2是表示用氧气切割碳钢时的情况、材料的上部以激光的能量为主、下部以氧化燃烧为主。
加工气体使用氮气时,只靠激光的能量来切割。
并且用空气切割时,随含有20％程度的氧气,但效果和氮气接近。
图2.2 切断的过程
激光切割的原理
2.2 辅助气体的作用
辅助气体的作用是吹散融化的金属、达到纯净切断的目的.其它还有防止加工透镜汚染和进行冷却的作用。
如果加工透镜污染后,污染部分就会吸收激光的能量、进而透镜的温度就会上升、有时会引起透镜焦点的偏移,成为加工不良的原因。
透镜的污染加剧后,不仅仅是引起加工不良、还会引起透镜破损或破坏。
2.3 辅助气体的种类
(1) 氧气
主要是切割钢材使用的辅助气体。
氧气不仅仅是把融化的金属吹飞、伴随强烈的氧化反応切断効率也有大幅度的提高。
同不能进行氧化反応的氮气和空气相比切断効率可提高2～3倍。
〈用途〉
・钢材(碳钢,構造用钢,工具钢,不锈钢之类)
・铜,磷青铜,纯铝之类
(2) 氮气
用氧气切割时断面会形成氧化膜、如果实用氮气则断面则是光泽状态。
采用氮气(无氧化)切断的是不锈钢材(食品机械、医疗器械、造型部品之类)。
最近钢板(薄板)的高速切断时尝试使用氮气、理由是、氧气切断时在高速领域易产生切不透的现象。
并且氧气切割后由于断面有氧化膜,有喷涂后容易脱落的缺点、而氮气切割则可避免这一现象。
〈用途〉
●不锈钢
●黄铜
●其它必需无氧切割的材料
(3) 空气
不同于氧气和氮气、空气可直接由空气压缩机提供、是非常便宜的辅助气体。
空气中约含有20％的氧气、不能得到氧气那样的透过剧烈的氧化反应来提高切断効率。
切断能力和氮气差不多。
使用空气必须是不污染加工透镜的纯净空气。
必须配备以下3样设备。
1.非油型空气压缩机
2.空气干燥剂
3.増压器
※选项有高压样式
〈用途〉
●・铝合金,不锈钢,黄铜,镀膜钢板板
●・塑料,木材,橡胶,纸,纤维之类有机材料
●陶瓷,石英玻璃,花砖之类无机材料
注. ①不锈钢材二次加工的溶接时有效。
②虽能防止镀膜钢板切断时易产生的切不透现象,但产生沾渣的可能性增加。
(4) 氩气
氩气是惰性气体,溶接时也使用,激光切割时是对钛及钛合金的高质量切割时使用。
同其它的辅助气体相比非常昂贵,增加成本。
(5) 分离氮气
由氮气发生器制造的氮气作为辅助气体使用、主要用于镀膜钢板及不锈钢板的切断。