激光切割機(jī)原理

順奇機(jī)械廠家

激光切割機(jī)原理主要涉及到以下幾個(gè)方面：  
激光的產(chǎn)生  
激勵(lì)方式：通過(guò)特定的激勵(lì)源，使工作物質(zhì)中的粒子獲得能量，從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。常見(jiàn)的激勵(lì)方式有氣體放電激勵(lì)、固體激光器的閃光燈激勵(lì)等。  
光放大與振蕩：處于高能級(jí)的粒子在回到低能級(jí)時(shí)會(huì)發(fā)射光子，這些光子又會(huì)激發(fā)其他高能級(jí)粒子產(chǎn)生更多的光子，形成光放大。同時(shí)，在光學(xué)諧振腔的作用下，光子不斷往返振蕩，使得光的能量不斷積累和放大，最終形成高強(qiáng)度的激光束。  
激光束的特性利用  
高亮度：激光的亮度極高，經(jīng)過(guò)聚焦后，能在焦點(diǎn)附近產(chǎn)生數(shù)千度乃至上萬(wàn)度的高溫，足以使材料瞬間熔化或汽化。例如，在切割金屬材料時(shí)，激光束的高亮度使其能夠快速將金屬加熱到熔點(diǎn)以上。  
高方向性：激光具有很好的方向性，能夠在一定距離內(nèi)保持較小的發(fā)散角，使得激光束可以精確地聚焦在待切割材料的表面，保證切割的精度和準(zhǔn)確性。  
高單色性：激光的單色性好，波長(zhǎng)單一，這使得激光束的能量能夠集中在特定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，提高了與材料相互作用的效率，有利于實(shí)現(xiàn)高精度的切割。  
高相干性：激光光波的各個(gè)部分相位關(guān)系固定，具有良好的相干性。這一特性使得激光在聚焦時(shí)能夠獲得更高的功率密度，增強(qiáng)切割能力。  
切割過(guò)程  
材料加熱：當(dāng)激光束照射到工件表面時(shí)，材料吸收激光束的能量，溫度迅速上升。不同的材料對(duì)激光的吸收率不同，吸收率越高，材料升溫越快。例如，金屬材料對(duì)特定波長(zhǎng)的激光吸收率較高，容易被加熱。  
熔化與汽化：隨著材料溫度的升高，達(dá)到材料的熔點(diǎn)后開(kāi)始熔化，進(jìn)而汽化。激光切割通常需要將材料加熱到汽化溫度，以形成切縫。對(duì)于一些高反射率的材料，可能需要更高的激光功率或采用特殊的切割工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)汽化。  
吹除熔渣：在材料熔化和汽化的過(guò)程中，需要使用輔助氣體將產(chǎn)生的熔渣吹走。常用的輔助氣體有氧氣、氮?dú)?、氬氣等。氧氣可以與金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，放出熱量，提高切割效率；氮?dú)夂蜌鍤鈩t主要用于保護(hù)切割區(qū)域，防止材料被氧化，同時(shí)也有助于吹除熔渣。  
形成切縫：通過(guò)移動(dòng)激光束或工件，使激光束與材料相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在材料表面形成連續(xù)的切縫。在計(jì)算機(jī)的控制下，切割頭按照預(yù)設(shè)的圖形和參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精確的切割。  
控制系統(tǒng)：  
激光切割機(jī)的控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制激光的發(fā)生、傳輸和切割頭的運(yùn)行。它可以根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的切割圖形和參數(shù)，精確地控制激光束的輸出功率、頻率、脈寬等參數(shù)，以及切割頭的運(yùn)動(dòng)速度、方向和位置，從而實(shí)現(xiàn)高精度的切割操作。

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