金属材料的激光切割

虽然几乎所有的金属材料在室温下对红外波能量有很高的反射率，但发射处于远红外波段(10. 6Mm)光束的CO2激光器还是成功地应用于许多金属的激光切割。金属材料对10.6/zm激光束吸收性差，起始吸收率只有0. 5%10%；但是当功率密度超过106/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其开始熔化。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。激光切割碳钢板的厚度可达25mm,利用氧化助熔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、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。当用氧气作为加工气体时，切割边缘会轻微氧化。对于厚度达4mm的板材，可以用氮气作为加工气体进行高压切割。这种情况下，切割边缘不会被氧化。厚度在10mm以上的板材，对激光器使用特殊极板并且在加工中给工件表面涂油可以得到较好的效果。对于高强度钢，只要工艺参数控制得当，也可获得平直、无粘渣的切边。但对于含鸭的高速工具钢和热锻模钢，激光切割时容易发生熔蚀和粘渣现象。

3、不锈钢。对以不锈钢薄板为主的制造业来说，激光切割是个有效的加工方法。在严格控制激光切割热输入的情况下，可以限制切边热影响区的宽度，从而保证了不锈钢良好的耐腐蚀型。


4、铝及其合金。铝及氏介金的激光切割屈了:熔化切割机制,所用的辅助气体主要用于从切割区吹除熔融产物，通常可获得较好的切口质量。对某些铝合金来说，要注怠防止切缝表面间微裂纹的产生。铝合金尽管有髙反射率利热传导性,仍可切割厚度 6mm以下的铝材，这取决于合金类型和激光器功率。当用氧气时，切割表面粗糙而坚硬；用氮气时，切割表面平滑。纯铝非常难切割，只冇在系统上安装有“反射吸收”装置时才能切割，否则反射会毁坏光学组件。

5、铜及其合金。纯铜（紫铜）山于太高的反射率，基本上不能用CO2激光束实施切割，切割黄铜（铜合金〉应使用较高的激光功率，辅助气体采用空气或氧气，可以对较薄的板材进行切割。纯铜和黄铜都具有高反射率和非常好的热传导性。厚度1mm以下的黄铜可以用氮气切割；厚度2mm以下的铜可以切割，加工气体必须用氧气。只有在系统上安装有“反射吸收”装置时才能切割纯铜和黄铜，否则反射会毁坏光学组件。

6、钛及其合金。纯钛能很好地耦合聚焦激光束转化的热能，辅助气体采用氧气时化学反应剧烈，切割速度快，但易在切边处生成氧化层，还可能引起过烧。因此，采用空气作为辅助气体可以保证切割质址。飞机制造业常用的钛合金激光切割质球较好，虽然切缝底部会有少许粘渣，但很容易清除。钛板材用氮气和氮气作为加工气体来切割。

7、镍基合金。也称为高温合金，品种很多，其中的大多数都可以实施激光氧化助熔切割，切口质址良好。利用激光切割设备可切割4mm以下的不锈钢，在激光束中加氧气可切割25mm厚的碳钢，但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氟化膜。切割的城大璋度可增加到30mm,但切割部件的尺寸误差较大。