激光切割机原理

顺奇机械厂家

激光切割机原理主要涉及到以下几个方面：  
激光的产生  
激励方式：通过特定的激励源，使工作物质中的粒子获得能量，从低能级跃迁到高能级，形成粒子数反转分布。常见的激励方式有气体放电激励、固体激光器的闪光灯激励等。  
光放大与振荡：处于高能级的粒子在回到低能级时会发射光子，这些光子又会激发其他高能级粒子产生更多的光子，形成光放大。同时，在光学谐振腔的作用下，光子不断往返振荡，使得光的能量不断积累和放大，最终形成高强度的激光束。  
激光束的特性利用  
高亮度：激光的亮度极高，经过聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，足以使材料瞬间熔化或汽化。例如，在切割金属材料时，激光束的高亮度使其能够快速将金属加热到熔点以上。  
高方向性：激光具有很好的方向性，能够在一定距离内保持较小的发散角，使得激光束可以精确地聚焦在待切割材料的表面，保证切割的精度和准确性。  
高单色性：激光的单色性好，波长单一，这使得激光束的能量能够集中在特定的波长范围内，提高了与材料相互作用的效率，有利于实现高精度的切割。  
高相干性：激光光波的各个部分相位关系固定，具有良好的相干性。这一特性使得激光在聚焦时能够获得更高的功率密度，增强切割能力。  
切割过程  
材料加热：当激光束照射到工件表面时，材料吸收激光束的能量，温度迅速上升。不同的材料对激光的吸收率不同，吸收率越高，材料升温越快。例如，金属材料对特定波长的激光吸收率较高，容易被加热。  
熔化与汽化：随着材料温度的升高，达到材料的熔点后开始熔化，进而汽化。激光切割通常需要将材料加热到汽化温度，以形成切缝。对于一些高反射率的材料，可能需要更高的激光功率或采用特殊的切割工艺来实现汽化。  
吹除熔渣：在材料熔化和汽化的过程中，需要使用辅助气体将产生的熔渣吹走。常用的辅助气体有氧气、氮气、氩气等。氧气可以与金属发生氧化反应，放出热量，提高切割效率；氮气和氩气则主要用于保护切割区域，防止材料被氧化，同时也有助于吹除熔渣。  
形成切缝：通过移动激光束或工件，使激光束与材料相对运动，在材料表面形成连续的切缝。在计算机的控制下，切割头按照预设的图形和参数进行运动，实现精确的切割。  
控制系统：  
激光切割机的控制系统负责控制激光的发生、传输和切割头的运行。它可以根据预先设计的切割图形和参数，精确地控制激光束的输出功率、频率、脉宽等参数，以及切割头的运动速度、方向和位置，从而实现高精度的切割操作。