常用工程材料的激光切割工艺
激光切割的工艺过程及其参数分析(精)
激光切割的工艺过程及其参数分析1激光设备激光设备采用Trumpf公司激光冲裁复合加工中心。
2激光束参数激光系统一般由激光器、激光传输系统、控制系统、运动系统、传感与检测系统组成，其核心为激光器。
激光器为CO2气体脉冲式激光器。
光束横截面上光强分布接近高斯分布．具有极好的光束质量，主要性能指标如下：激光波长：10.61xm脉冲功率：2.4kW;脉冲宽度；约l0ms功率密度：107W/cm2；激光发散角：1mrad激光功率稳定度：2％激光束焦点直径：Φ0.15-Φ0.30经1激光设备激光设备采用Trumpf公司激光冲裁复合加工中心。
2 激光束参数激光系统一般由激光器、激光传输系统、控制系统、运动系统、传感与检测系统组成，其核心为激光器。
激光器为CO2气体脉冲式激光器。
光束横截面上光强分布接近高斯分布．具有极好的光束质量，主要性能指标如下：激光波长：10.61xm脉冲功率：2.4kW;脉冲宽度；约l0ms功率密度：107W/cm2；激光发散角：1mrad激光功率稳定度：2％激光束焦点直径：Φ0.15-Φ0.30经实践验证，激光冲裁复合加工中心CO2激光切割加工&de lt a;0.5mm-δ6mm板材的工艺特点及相关参数是：图1 氧气切割碳钢切缝粗糙度与料厚的关系（1）切口宽度窄（一般为0.15-0.30mm）、精度高（一般孔中心距误差为0.01-0.05mm，轮廓尺寸误差为0.05-0.2mm）、切口表面粗糙度好（一般Rz为1.6-6.41μm），切缝一般不需再加工即可焊接。
由图1可以看出切缝粗糙度与料厚成正比。
（2）采用2kW激光功率，6mm厚不锈钢的切割速度为1.2m/min；δ2mm厚不锈钢的切割速度为3.6m/min，热影响区微小，变形极小。
以上优点足以证明：CO2激光切割成为发展迅速的一种先进加工方法。
由图2可以看出材料的最大切割速度与料厚成反比。
图2 几种常见材料的最大切割速度与料厚的关系3 工艺过程及工艺参数3.1 数控编制切割工艺用Trumpf公司激光冲裁复合加工中心附带的TOPS300工艺编程软件进行数控编程，同时完成材料的下料尺寸计算、排样、工艺参数设定。
激光切割知识
激光切割是一种利用激光功率密度达到一定标准后可加工各种钢板材质，且可加工几毫米厚的板料的切割工艺。
激光切割属于热切割方法之一，具体包括以下几种：
1. 激光汽化切割：利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。
这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。
材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。
2. 激光熔化切割：激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。
激光熔化切割不需要使金属完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。
3. 激光氧气切割：激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。
它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。
此外，激光切割还可以分为激光划片与控制断裂、激光氧气切割和激光滑片与控制断裂四类。
与其他热切割方法相比较，激光切割总的特点是切割速度快、质量高。
大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。
常用粗糙度
常用粗糙度
常用粗糙度是指在工业制造和工程设计中，为了改善材料表面质量、提高生产效率和降低成本，常常采用一些技术手段来处理表面，这些技术手段被称为粗糙度处理。
常用的粗糙度处理技术包括:
1. 机械打磨：机械打磨是利用机械力、摩擦力和压力来去除材料表面的毛刺、凸起和不平，以达到表面粗糙度的要求。
机械打磨可以根据不同的需求和材料选择不同的砂纸、磨石和磨头，以达到最佳的粗糙度效果。
2. 化学处理：化学处理是通过化学反应来改变材料表面的物理和化学性质，以达到粗糙度处理的目的。
常用的化学处理技术包括酸洗、碱洗、氧化和电镀等。
3. 激光切割：激光切割是一种高精度的切割技术，可以利用激光束对材料进行高精度的切割和镂空。
在粗糙度处理方面，激光切割可以用于去除材料表面的毛刺、凸起和不平，也可以用于制造微粗糙度表面。
4. 电火花加工：电火花加工是利用电火花放电的原理对材料进行加工。
在粗糙度处理方面，电火花加工可以用于去除材料表面的毛刺、凸起和不平，也可以用于制造微粗糙度表面。
常用的粗糙度处理技术多种多样，可以根据具体的应用场景和需求选择合适的技术。
粗糙度处理技术不仅可以提高材料表面的质量和精度，还可以提高生产效率和降低成本。
基于激光切割不锈钢板工艺参数研究
基于激光切割不锈钢板工艺参数研究摘要：工业领域，材料加工对于表面质量、尺寸精度都有较高要求。
在不锈钢切割过程，运用激光切割工艺，接缝质量良好，能够应用在航天、机械和船舶制造多个领域当中。
下文对于激光切割工作原理进行分析，探讨不锈钢板利用激光切割参数运用，并对工艺运用质量进行分析。
关键词：激光切割；不锈钢板；工艺参数引言：在加工不锈钢板过程，利用激光切割，能够快速在工件表面汇集高能激光束，使材料熔化，或者将其蒸发。
因为不锈钢属于重点工程材料之一，氧化物黏度低，且熔点高，非常适合利用激光切割的方法进行加工，研究加工过程工艺参数的应用对于工业生产具有指导性作用。
一、激光切割的原理分析激光切割过程，激光束会在材料外表聚焦为小孔，形成黑体，吸收率增加，让孔洞加深，利用辅助气体使材料蒸气被吹出接口。
如果利用激光熔化这一切割技术，激光束能熔化材料，利用辅助气体在材料气化前加压射流，从接口处去除。
受到喷嘴影响，激光、气流二者方向相同。
超声速流产生，材料可快速融化，且消耗功率小，仅为气化环节1/10左右。
用氧气当作辅助气，激光束和熔融板材二者还能发生放热反应，且气化切割速度超过融化切割速度5倍。
运用激光断裂材料，经过加热后材料就会快速升温，光斑周围产生应力，还会被压缩，待光速完全通过后，被压缩的应力呈现松弛状态，残余拉应力也随之产生，减压作用明显，受到应力影响，沿激光方向，裂纹逐渐扩展，使得工件材料分离[1]。
应用激光切割工艺，在初始切割阶段，试样边缘会由于拉应力的出现导致被切割的材料断裂，之后在激光光斑周围材料应力被逐渐压缩，待激光全部通过之后，材料受到的压应力，主要是塑性应力得到释放，不断松弛，呈现出残余应力，使被切割材料自上至下出现断裂。
在切割的后期，是材料断裂的不稳定时期，因为裂纹的尖部位置产生应力是和厚度方向同向拉力，导致部件出现不稳定的裂纹，因此，该技术主要应用于基板切割。
二、激光切割不锈钢板工艺参数研究者借助激光切割，针对304型不锈钢材质齿轮加工质量展开研究，优化了部件平均粗糙度，经过观察后，部件外表形态均匀，仅顶部有编织图案，底部存在浮渣，部件的外表未产生麻点、裂纹问题。
激光切割技术国内进展及应用案例论文
激光切割技术国内进展及应用案例学院：机械工程学院系：机械制造班级：11机制2班制作人：刘卓聿、雷丰源指导老师：龚老师【摘要】随着我国国民经济的快速发展，我国正从一个制造大国向制造强国迈进。
激光加工制造技术是一项集光、机、电于一体的先进制造技术，在许多行业中已得到了越来越普遍的应用。
而在工业生产中，激光切割占激光加工的比例大约在70﹪以上，是激光加工行业中最重要的一项应用技术。
本文深入浅出地介绍了目前常用的激光切割技术，而且内容丰富、实用性强。
【关键词】激光加工、激光切割技术目录一、激光切割的基本技术二、激光切割技术的优点三、激光切割技术的发展四、国内激光技术现况五、激光切割技术的分类5.1汽化切割5.2熔化切割5.3氧化融化切割5.4控制断裂切割六、激光切割技术的应用七、参考文献一、激光切割的基本技术激光：(LASER-Light Amplification of Stimulate Emission Radiation)是利用原子或分子受激辐射的原理，使工作物质受激而产生的一种单色性高，方向性强，亮度高的光束。
激光器：激活介质、激活装置、光学谐振腔激光器按工作介质来分类分为固体激光器、液体激光器、气体激光器、半导体激光器，此为，还有化学激光器和自由电子激光器等。
原理：利用高功率密度的激光束来穿过材料表面，在极短的时间内将材料加热到几千甚至上万度，使材料融化或者气化，并用高压气体将融化或者汽化的物质从切缝中吹走，以达到切割材料的目的。
经过30多年的发展，现已开发的激光器超过200多种，种类繁多，特点各异，用途也各不相同。
虽然激光器的种类繁多，但目前适用于激光切割的工业化和YAG激光器。
激光器主要是CO2激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。
二、激光切割技术的优点激光加工技术与传统加工技术相比具有很多优点，所以得到如此广泛的应用。
钣金常见制造工艺(非模具)
钣金常见制造工艺第一章﹕下料1.激光（镭射）2.NCT3.剪床4.线切割第二章﹕成型1.凸包（半剪）2.抽桥3.色拉孔4.抽孔&抽芽第三章：折弯1.折床的工作原理2.折床的运动方式3.折弯加工顺序的基本原则4.折床上下模的基本知识5.折床折弯加工工艺及注意事项第四章﹕联接与紧固1.TOX铆合2.焊接3.抽孔铆合4.拉钉铆合第五章﹕表面处理1.拉丝2.喷丸和喷砂3.金属镀覆和化学处理4.钣金制造中的金属镀覆和化学处理5.涂装(烤漆)6.抛光7.研磨处理第一章下料1.激光(镭射)●激光切割的原理:激光切割是由电子放电作为供给能源,通过He、N2、CO2等混合气体为激发媒介,利用反射镜组聚焦产生激光光束,从而对材料进行切割.激光切割的过程:在数控计算机程序的激发和驱动下,激光发生器内产生出特定模式和类型的激光,经过光路系统传送到切割头,并聚焦于工件表面将金属熔化;同时喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走;在由程控的伺服电机驱动下,切割头按照预定路线运动,从而切割出各种形状的工件.●切割方法1) 激光熔融切割：在激光熔融切割中,工件材料局部熔化,液态材料被气体吹走,形成切缝.切割仅在液态下进行,故称为熔融切割.切割时在与激光同轴的方向供给高纯度的不活泼气体,辅助气体仅将熔融金属吹出切缝.不与金属反应.2) 激光火焰切割：与激光熔融切割不同,激光火焰切割使用活泼的氧气作为辅助气体.由于氧与已经炽热了的金属发生化学反应,释放出大量的热,结果是材料进一步被加热.3) 激光气化切割：在激光气化切割中,依靠极高的能量密度将切缝处的材料气化.这种方法切割时金属很快蒸发,可避免熔滴飞溅.各种切割方法的选择和优缺点：选择切割方法,需考虑它们的特点和板件的材料,有时也要考虑切割的形状.由于气化相对熔化需要更多的热量,因此激光熔融切割的速度比激光气化切割的速度快,激光火焰切割则借助氧气与金属的反应热使速度更快;同时,火焰切割的切缝宽,粗糙度高,热影响区大因此切缝质量相对较差,而熔融切割割缝平整,表面质量高,气化切割因没有熔滴飞溅,切割质量最好.另外,熔融切割和气化切割可获得无氧化切缝,对于有特殊要求的切割有重要意义。
金属切割通用工艺规程
金属切割通用工艺规程1. 引言本文档旨在提供金属切割的通用工艺规程，以确保安全、高效和质量可控的金属切割过程。
2. 材料选择2.1 选择适合切割的金属材料，如碳钢、不锈钢、铝合金等。
2.2 确保所选材料符合工程要求，并检查材料是否存在缺陷和损伤。
3. 设备准备3.1 配备合适的金属切割设备，如等离子切割机、激光切割机等。
3.2 检查设备的工作状态和安全性能，以确保设备正常运行。
3.3 为设备提供足够的电力和气体供应。
4. 切割工艺参数4.1 根据具体材料和切割要求，确定适当的切割速度、切割厚度和切割角度。
4.2 确保切割工艺参数符合相关标准和要求。
5. 安全操作5.1 操作人员必须接受相关培训，并具备相关的技能和知识。
5.2 切割现场必须保持清洁和整洁，避免杂物和易燃物靠近切割区域。
5.3 操作人员必须佩戴适当的个人防护装备，如安全帽、护目镜、防护手套等。
5.4 确保设备和电气线路接地良好，避免触电和火灾风险。
6. 质量控制6.1 定期检验和校准切割设备，保证其准确度和稳定性。
6.2 对切割后的工件进行质量检查，如尺寸、表面质量等。
6.3 如发现质量问题，及时调整切割参数和工艺控制，确保产品符合要求。
7. 相关法律法规7.1 遵守国家和地区相关的安全、环境和劳动法规。
7.2 确保切割过程不会对周围环境和他人产生负面影响。
8. 总结本文档列举了金属切割的通用工艺规程，包括材料选择、设备准备、切割工艺参数、安全操作、质量控制和相关法律法规等。
执行本规程将有助于确保金属切割过程的安全性和可控性，以及产品质量的稳定性和一致性。
激光切割工艺介绍
激光切割工艺的介绍：
1.工作原理：激光切割工艺的工作原理是将高能激光束照射到
材料表面，通过瞬间的高温使材料熔化、汽化或达到燃点，同时用高速气流将熔化或燃烧的材料吹走，从而实现切割。
2.特点：激光切割具有高精度、高效率、高自动化等优点，可
以实现快速、准确的切割，尤其适合于薄板材料和精密零件的加工。
此外，激光切割还可以通过改变激光参数或采用不同的辅助气体来切割不同材料。
3.分类：激光切割工艺可以根据不同的分类方式进行分类。
根
据切割方式，可以分为激光熔化切割、激光划片切割和激光控制断裂切割等。
根据激光器类型，可以分为固体激光切割和气体激光切割等。
4.应用范围：激光切割工艺广泛应用于汽车、航空、石油、化
工、轻工、食品等领域，可以加工各种金属材料和非金属材料，如不锈钢、碳钢、铝、铜、陶瓷、玻璃等。
5.发展趋势：随着科技的不断发展，激光切割工艺也在不断进
步和完善。
未来，激光切割工艺将朝着高速度、高精度、高质量、智能化的方向发展，同时随着新材料的不断涌现，对激光切割工艺的要求也将不断提高。
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常用工程材料的激光切割工艺
1、金属材料的激光切割。
虽然几乎所有的金属材料在室温对红外波能量有很高的反射率，但发射处于远红外波段10.6um光束的CO2激光器还是成功的应用于许多金属的激光切割实践。
金属对10.6um激光束的起始吸收率只有0.5%~10%，但是，当具有功率密度超过106w/cm2的聚焦激光束照射到金属表面时，却能在微秒级的时间内很快使表面开始熔化。
处于熔融态的大多数金属的吸收率急剧上升，一般可提高60%~80%。
（1）碳钢。
现代激光切割系统可以切割碳钢板的最大厚度可达20MM，利用氧化熔化切割机制切割碳钢的切缝可控制在满意的宽度范围，对薄板其切缝可窄至0.1MM左右。
（2）不锈钢。
激光切割对利用不锈钢薄板作为主构件的制造业来说是个有效的加工工具。
在严格控制激光切割过程中的热输入措施下，可以限制切边热影响区变得很小，从而很有效的保持此类材料的良好耐腐蚀性。
（3）合金钢。
大多数合金结构钢和合金工具钢都能用激光切割方法获得良好的切边
质量。
即使是一些高强度材料，只要工艺参数控制得当，可获得平直、无粘渣切边。
不过，对于含钨的高速工具钢和热模钢，激光切割时会有熔蚀和粘渣现象发生。
（4）铝及合金。
铝切割属于熔化切割机制，所用辅助气体主要用于从切割区吹走熔融产物，通常可获得较好的切面质量。
对某些铝合金来说，要注意预防切缝表面晶间微裂缝产生。
（5）铜及合金。
纯铜（紫铜）由于太高的反射率，基本上不能用CO2激光束切割。
黄铜（铜合金）使用较高激光功率，辅助气体采用空气或氧，可以对较薄的板材进行切割。
（6）钛及合金。
纯钛能很好耦合聚焦激光束转化的热能，辅助气体采用氧时化学反应激烈，切割速度较快，但易在切边生成氧化层，不小心还会引起过烧。
为稳妥起见，采用空气作为辅助气体比较好，以确保切割质量。
飞机制造业常用的钛合金激光切割质量较好，虽然切缝底部会有少许粘渣，但很容易清除。
（7）镍合金。
镍基合金也称超级合金，品种很多。
其中大多数都可实施氧化熔化切割。
2、非金属材料的激光切割。
10.6um波长的 CO2激光束很容易被非金属材料吸收，导热性不好和低的蒸发温度又使吸收的光束几乎整个输入材料内部，并在光斑照射处瞬间汽化，形成起始孔洞，进入切割过程的良性循环。
（1）有机材料。
可用激光切割的有机材料包括：塑料（聚合物）、橡胶、木材、纸制品、皮革等。
（2）无机材料。
可用激光切割的无机材料包括：石英、玻璃、陶瓷、石头等。
（3）复合材料。
新型轻质加强纤维聚合体复合材料很难是常规方法进行加工。
利用激光无接触加
工的特点可以对固化前的层迭薄片高速进行切割修剪、定尺，在激光束的加热下，薄片边缘被融合，避免了纤维屑生成。
对完全固化后的厚工件，尤其是硼纤维和碳纤维合成材料，激光切割要注意防止切边可能会有碳化、分层和热损伤发生。
正如塑料切割一样，合成材料切割过程中需要及时排除废气。
还有一种类型的复合材料，就是单纯由两种性能不同的材料上下复合在一起，为了获取较好的切割质量，激光切割总的原则是先切割具有较好切割性有的那一面。