不同種類金屬材料的激光切割應用分析

所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率，但發射處于遠紅外波段10.6um光束的CO2激光器還是成功的應用于許多金屬的激光切割實踐。金屬對10.6um激光束的起始吸收率只有0.5%~10%，但是，當具有功率密度超過10^6w/cm2的聚焦激光束照射到金屬表面時，卻能在微秒級的時間內很快使表面開始熔化。處于熔融態的大多數金屬的吸收率急劇上升，一般可提高60%~80%。

1.鈦及合金。

純鈦能很好耦合聚焦激光束轉化的熱能，輔助氣體采用氧時化學反應激烈，切割速度較快，但易在切邊生成氧化層，不小心還會引起過燒。為穩妥起見，采用空氣作為輔助氣體比較好，以確保切割質量。

飛機制造業常用的鈦合金激光切割質量較好，雖然切縫底部會有少許粘渣，但很容易清除。

2.鎳合金。

鎳基合金也稱超級合金，品種很多。其中大多數都可實施氧化熔化切割。

3.碳鋼。

現代激光切割機可以切割碳鋼板的最大厚度可達20MM，利用氧化熔化切割機制切割碳鋼的切縫可控制在滿意的寬度范圍，對薄板其切縫可窄至0.1MM左右。

4.不銹鋼。

激光切割對利用不銹鋼薄板作為主構件的制造業來說是個有效的加工工具。在嚴格控制激光切割過程中的熱輸入措施下，可以限制切邊熱影響區變得很小，從而很有效的保持此類材料的良好耐腐蝕性。

5.合金鋼。

大多數合金結構鋼和合金工具鋼都能用激光切割方法獲得良好的切邊質量。即使是一些高強度材料，只要工藝參數控制得當，可獲得平直、無粘渣切邊。不過，對于含鎢的高速工具鋼和熱模鋼，激光切割機加工時會有熔蝕和粘渣現象發生。

6.鋁及合金。

鋁切割屬于熔化激光切割機制，所用輔助氣體主要用于從切割區吹走熔融產物，通常可獲得較好的切面質量。對某些鋁合金來說，要注意預防切縫表面晶間微裂縫產生。

7.銅及合金。

純銅(紫銅)由于太高的反射率，基本上不能用CO2激光束切割。黃銅(銅合金)使用較高激光功率，輔助氣體采用空氣或氧，可以對較薄的板材進行切割。

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