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CO2 激光切割工業(yè)應用及其關鍵技術

CO2激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料,并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運動,從而形成一定形狀的切縫。從二十世紀七十年代以來隨著CO2激光器及數(shù)控技術的不斷完善和發(fā)展,目前已成為工業(yè)上板材切割的一種先進的加工方法。在五、六十年代作為板材下料切割的主要方法中：對于中厚板采用氧火焰切割；對于薄板采用剪床下料,成形復雜零件大批量的采用沖壓,單件的采用振動剪。七十年代后,為了改善和提高火焰切割的切口質量,又推廣了氧精密火焰切割和等離子切割。為了減少大型沖壓模具的制造周期,又發(fā)展了數(shù)控步?jīng)_與電加工技術。各種切割下料方法都有其有缺點,在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的適用范圍。

CO2激光切割技術比其他方法的明顯優(yōu)點是：

（1）切割質量好。切口寬度窄（一般為0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距誤差0.1--0.4mm,輪廓尺寸誤差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra為12.5--25μm）,切縫一般不需要再加工即可焊接

（2）切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳鋼切割速度為1.6m/min；2mm厚的不銹鋼切割速度為3.5m/min,熱影響區(qū)小,變形。

（3）清潔、安全、無污染。大大改善了操作人員的工作環(huán)境。當然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超過電加工；就切割厚度而言難以達到火焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優(yōu)點足以證明：CO2激光切割已經(jīng)和正在取代一部分傳統(tǒng)的切割工藝方法,特別是各種非金屬材料的切割。它是發(fā)展迅速,應用日益廣泛的一種先進加工方法。

九十年代以來,由于我國市場經(jīng)濟的發(fā)展,企業(yè)間競爭激烈,每個企業(yè)必須根據(jù)自身條件正確選擇某些先進制造技術以提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率。因此CO2激光切割技術在我國獲得了較快的發(fā)展。

從激光設備結構來對比

二氧化碳激光切割技術中，二氧化碳氣體是產(chǎn)生激光光束的介質。然而，光纖激光是通過二極管和光纖電纜進行傳輸工作的。光纖激光系統(tǒng)通過多個二極管泵浦產(chǎn)生激光束，然后通過撓性光纖電纜傳輸至激光切，而非通過反射鏡傳輸光束。這樣有很多優(yōu)勢，首先是切割床尺寸。氣體激光技術中反射鏡必須設定在一定的距離內(nèi)，和其不同，光纖激光技術無范圍限制。而且甚至可以將光纖激光安裝在等離子切割床的等離子切旁邊，二氧化碳激光切割技術無此可選件。同樣，在和同等功率的氣體切割系統(tǒng)比較時，由于光纖彎曲的能力使得該系統(tǒng)顯得更加緊湊。