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激光切割機的工作原理有哪些

來源:www.40995.cn  |  發布時間:2025年01月06日

激光切割機主要基于激光束的高能量特性開展切割工作,核心工作原理如下:
1.激光產生:激光由專門的激光發生器生成,目前市面上主流的有 CO?激光發生器與光纖激光發生器。CO?激光發生器通過在充有二氧化碳、氮氣、氦氣的混合氣體放電管中施加高電壓,讓氣體分子受激輻射,輸出波長為 10.6μm 的激光 ,常用于非金屬材料切割;光纖激光發生器則利用摻雜稀土元素的光纖作為增益介質,在泵浦源作用下實現粒子數反轉,產生高功率、高光束質量的激光,在金屬材料切割領域表現良好。
2.激光傳輸與聚焦:產生的激光束要經過復雜的光路傳輸系統,這一系統包含反射鏡、透鏡等光學元件。反射鏡負責改變激光的傳播方向,正確地把激光導向切割頭;而聚焦透鏡則將激光束聚焦到待切割材料的表面,使得激光能量在極小的光斑范圍內高度聚集。經聚焦后,光斑處的激光能量密度比較大,能達到每平方厘米兆瓦級別的能量,為切割材料創造關鍵的能量條件。
3.材料熔化與汽化:當高能量密度的激光光斑作用于材料表面時,材料會迅速吸收激光攜帶的能量,致使自身溫度急速上升。由于能量高度聚集,材料在極短時間內達到熔點、沸點,進而熔化、汽化。例如切割金屬時,金屬原子獲得能量掙脫晶格束縛,形成液態和氣態金屬;切割非金屬材料,像亞克力,也會因能量沖擊快速軟化、分解。
4.排渣與切割推進:在材料熔化、汽化的同時,輔助氣體系統開始發揮作用。高壓氣體(依據切割材料不同,氣體類型有差異,比如切割金屬常用氧氣、氮氣,切割非金屬用壓縮空氣)從切割頭噴出,氣流帶著熔化、汽化產生的熔渣和碎屑迅速離開切割區域,避免它們重新凝結在切縫周邊,干擾后續切割。并且,切割頭會依照預先編好的數控程序設定的切割路徑移動,持續上述熔化、汽化、排渣的過程,穩步推進切割,將材料按設計要求切割成型。

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