激光切割技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

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1激光切割技術(shù)的發(fā)展

雖然激光切割技術(shù)先進(jìn)的應(yīng)用范圍非常廣泛，應(yīng)用技術(shù)較為成熟，但是追本溯源就會(huì)發(fā)現(xiàn)激光切割技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程。首先，汽化切割。在應(yīng)用汽化切割的過(guò)程中，激光切割技術(shù)的功率必須達(dá)到108W/cm2。在此次加工操作的過(guò)程中，加工部件會(huì)將大量的已經(jīng)照射到表面激光全部吸收轉(zhuǎn)化為熱能，而沒(méi)能被吸收的激光將會(huì)在照射的過(guò)程中反射出去。這樣就能夠促使加工件表面達(dá)到沸騰所需的溫度。隨后沸騰會(huì)將工件的表面形成一定狀態(tài)的鑰匙孔。與此同時(shí)，加工件在氧化等因素的影響下，被吸收的激光束功率會(huì)增大。在此次加工操作的過(guò)程中，蒸汽將熔融材料帶走，促使材料汽化成切口。這種切割技術(shù)較長(zhǎng)應(yīng)用于塑料、陶瓷劃片以及切割不融化等材料。其次，融化切割。這種切割技術(shù)激光產(chǎn)生的功率也必須使得工件表面形成鑰匙孔，但是該種切割技術(shù)產(chǎn)生的融化物并不是由汽化過(guò)程進(jìn)行清除，而是需要經(jīng)過(guò)輔助氣吹除，氣體噴出通常與激光束保持同心。融化切割并不會(huì)有吸收和反射的問(wèn)題產(chǎn)生。這種激光切割技術(shù)主要應(yīng)用在能夠與氧產(chǎn)生放熱反應(yīng)的材料，如鋁等。最后，反應(yīng)融化切割。在材料切口處材料氧化燃燒生成熔融氧化物后被吹出形成切口，通過(guò)切口放出熱量供給相鄰的材料，進(jìn)而促使相鄰材料達(dá)到燃點(diǎn)所需的溫度，促使切割繼續(xù)進(jìn)行。

2激光切割技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，激光切割技術(shù)同樣被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中。而機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用激光切割技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

2.1激光切割技術(shù)零件

在金屬零件加工的過(guò)程中，通常都是應(yīng)用小批量多品種進(jìn)行代替沖壓。如果批量在5萬(wàn)以下的情況時(shí)，就可以應(yīng)用激光切割技術(shù)來(lái)代替，這樣就能夠節(jié)約一定的經(jīng)濟(jì)效益。通常情況下，激光切割技術(shù)的精度可以達(dá)到0.1mm左右。這種精度比應(yīng)用模具的精度還要高。這種技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造中。美國(guó)有家公司就應(yīng)用激光切割技術(shù)對(duì)汽車(chē)樣車(chē)的小批量多品種鋼板零件，且切割效果較為良好。另外，在一些大型的燃?xì)廨啓C(jī)會(huì)熱氣構(gòu)件、直升飛機(jī)葉片等材料以及加工成型的過(guò)程中都廣泛的應(yīng)用了激光切割技術(shù)。

2.2激光切割技術(shù)應(yīng)用于模具制造

在機(jī)械制造中，激光切割技術(shù)應(yīng)用于模具制造中，主要表現(xiàn)在兩方面。一方面是使用激光切割技術(shù)切割鋼板制造疊層模具。應(yīng)用激光切割鋼板的的時(shí)候，通常在鋼板厚度為6mm以下的情況時(shí)，就能夠達(dá)到很高的精度。另外一方面是使用薄板疊成的三維成型模具。在應(yīng)用的過(guò)程中使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)輔助制造成形狀漸變的薄板。這種三維立體成型模，可以應(yīng)用在塑料成型與金屬模鑄造。

2.3非金屬材料制品的激光切割

通常情況下，非金屬材料對(duì)激光的吸收率非常高，對(duì)切割非常有幫助。如模板激光切割加工、手表寶石打出軸孔、金剛石拉絲磨損后再生等都是非金屬材料制品的激光切割技術(shù)應(yīng)用的典型例子。

3激光切割技術(shù)的發(fā)展

最近幾年，激光技術(shù)在不斷被應(yīng)用和發(fā)展的過(guò)程中，不斷朝著新的方向發(fā)展。首先，電弧輔助激光切割。激光照射到工件的背面就會(huì)產(chǎn)生熱點(diǎn)，促使電弧更為集中。在此過(guò)程中，電弧能量能夠提高殘?jiān)牧鲃?dòng)性，因而可以加快切割的速度。通常情況下，在切割厚度為4mm的低碳鋼板的過(guò)程中，激光功率都會(huì)達(dá)到1500W，電弧功率達(dá)到3000W，在氧氣壓力達(dá)到一定量時(shí)，切割的速度就會(huì)達(dá)到52mm/s。其次，水冷敷激光切割技術(shù)。這種激光切割技術(shù)是在1988年提出來(lái)的。切割的過(guò)程中采用二氧化碳激光器切割2mm后的鋼板。與此同時(shí)，切割的時(shí)候水壓一定，光束為1mm的時(shí)候，激光切割家水冷卻就能夠達(dá)到相應(yīng)的數(shù)值。最后就是紅紫外線雙波激光切割。這是一種相對(duì)而言非常先進(jìn)的一種加工技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)需要產(chǎn)生較大的功率，促使該技術(shù)達(dá)到良好的切割效果。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在信息技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中，激光切割技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中也已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。在激光切割技術(shù)更為成熟的過(guò)程中，機(jī)械制造借行業(yè)應(yīng)用激光切割技術(shù)更能夠體現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。而激光切割技術(shù)在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用的過(guò)程中將發(fā)展的更成熟。

作者：張立柱 單位：盤(pán)錦遼油晨宇集團(tuán)有限公司