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激光切割的主要應用及公道工作參數


激光切割主要用于穿孔、切割(見激光切割)、劃片、焊接(見激光焊)微調和動平衡校正等方面。穿孔加工主要是加工小孔,孔徑范圍一般為0.01~1毫米,最小孔徑可達0.001毫米,可用于加工鐘表寶石軸承孔、金剛石拉絲模孔、發動機噴嘴小孔和哺乳瓶乳頭小孔等。切割的應用也很廣,不僅用于多種難加工金屬材料的切割或板材的成形切割,而且大量用于非金屬材料的切割,如塑料、橡膠、皮革、有機玻璃、石棉、木材、膠合板、玻璃鋼、布料、人造纖維和紙板等。切割的優點是速度快,切縫窄(0.1~0.5毫米),切口平整,無噪聲。劃片的應用主要是在集成電路制造中分割制成的晶片。此外,激光快速微量去除材料的這一特點,還可用于薄膜和厚膜電阻微調、樂器簧片調諧、旋轉體(如透平葉輪、陀螺儀、微電機和鐘表擺輪等)的動平衡校正等。激光加工還用于劃線、刻標記、材料表面熱處理和材料沉積等。
激光切割的公道工作參數
除精細切割如切割硅片可用YAG固體激光器外,激光切割一般采用CO2以激光器,其工作參數主要有切割速度、切縫寬度和切割厚度。
(l)激光切割速度 它隨激光功率和噴氣壓力增大而增加,而隨被切材料厚度增加而降低。切割6mm厚度碳素鋼鋼板的速度達到2.5m/min,而厚度為12mm的鋼板僅為0.8m/min。切割15.6mm厚的膠合板為4.5m/min,切割35mm厚的丙烯酸酯板的速度則達27m/min。
(2)切縫寬度 一般在0.5mm左右,它與被切材料性質及厚度、激光功率大小、焦距及焦點位置、激光束直徑、噴吹氣體壓力及流量等因素有關,其影響程度大致與對打孔直徑的影響相似。切割精度可達±0.02~0.01mm。
(3)切割厚度 它主要取決于激光輸出功率。切割碳素鋼時,1kW級激光器的極限切割厚度為9mm,1.5kW級為12mm,2.5kW級為19mm;2.5kw級切割不銹鋼的最大切割厚度則為15mm。對于厚板切割則需配置3kw以上的高功率激光器。
(4)輔助氣體進步切割效率和切口質量 由于金屬表面的激光反射率可高達的95%,使激光能量不能有效地射進金屬表面。噴吹氧氣或壓績空氣能促進金屬表面氧化,可進步對激光的吸收率來進步切割效率。增加吹氧壓力還可使切縫減小,切割石英時,吹氧可防止再粘結。切割易燃材料時,可噴惰性氣體防止燃燒,切割帶有金屬夾層的易燃材料,宜采用伍紹空氣。當吹氣壓力未超過某一數值時,增加壓力可增大切割厚度。
對于熔點低、分解點低及導熱性差的塑料、纖維、木材、布料等,一般應采用長焦距的鍺透鏡來聚焦激光束。
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