激光切割技术精选 课件

激光的特点
• 激光主要有四大特点 • a:激光底高亮度，激光器的亮度更高可高达
1011W/cm2Sr。不仅如此，具有高亮度的 光速经透镜聚集后，能在焦点产生数千度 乃至上万度的高温，这就使其可能可加工 几乎所有的材料。
• b:激光的高方向性，能在有效的传递很长的 距离的同时，还没，还能保证聚焦得到极 高的功率密度，
• 1965年第一台可产生的大功率激光器——二氧化 碳激光器诞生。1967年第一台X射线激光器研制 成功。
• 1997年，美国麻省理工研究人员研制成功了原子 激光器。
中国第一台激光器（1961）
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什么是激光切割技术？
定义：利用聚焦后的激光束作为主要热源的 热切割方法。
应用学科：机械工程（一级学科）；切削加 工工艺与设备（二级学科）；特种加工工 艺（三级学科）
• 激光切割系统的购置
• 单位：一类是大中型制造企业， 这些企业生产的产品中有大量 板材需要下料、切料，并且具 有较强的经济和技术实力； 另一类单位是加工站（国外称 Job Shop）,加工站是专门对外 承接激光加工业务的，自身无 主导产品。它的存在一方面可 满足一些中小企业加工的需要； 一方面在初期对推广应用激光 切割技术起到宣传示范的作用。 1999年美国全国共有激光加工 站2700家，其中51%从事激光 切割工作
八十年代中国激光加工站主要从事激光热处理工作，九十 年代后，激光切割及攻站逐步增加。在此基础上随着中 国大中型企业体制改革的深入和经济实力的增强，越来 越多的企业将采用CO2激光切割技术。 从目前国 内应用情况分析，CO2激光切割广泛应用于12mm厚的 低碳钢板；6mm厚的不锈钢板及；20mm厚的非金属材 料。对于三维空间曲线的切割，在汽车、航空工业中也 开始获得了应用。
鲜艳的，始终会聚在一起的强光，由此他们提出 了“激光原理”，受
激辐射可以得到一种单色性、亮度 有很高的新型光源。 1958年，贝尔实验的肖洛和汤斯发 表了关于激光器的经典理论，奠定 了激光发展的基础。
• 1960年7月8日，美国人梅曼发明了世界上第一台 红宝石激光器，梅曼利用红宝石作发光材料，用 发光度很高的脉冲氙灯作发光源，获得了人类有 史以来的第一束激光，从而人们获得了性质和电 磁波相似而频率稳定的光源，研究现代化光通信 时代也从此开始了，激光的英文简称是“LASER”, 意思是“受激发射的光放大”。
激光切割技术
laser beam cutting
小组成员：汪祥，田浩， 赖永西，庞金刚
激光的发展史
• “受激1917年爱因斯坦提出 • 辐射”的概念，奠 • 定了激光的理论基础。 • 1958年美国科学家肖 • 洛和汤斯发现了一种 • 奇怪的现象，当他们 • 将闪光灯泡嗦发射的 • 光照在一种稀土的晶体上时，晶体的分子会发出
切割速度快 例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳钢切割速度为
1.6m/min；2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min，热影响区小，变形极小。
清洁、安全、无污染 大大改善了操作人员的工作环境。
当然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不可能超过电 加工；就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是 就以上显著的优点足以证明：CO2激光切割已经和正在取代一部 分传统的切割工艺方法，特别是各种非金属材料的切割。它是发 展迅速，应用日益广泛的一种先进加工 激光切割工程图方法。
• 激光切割的工业应用
切割系统）为3325台，共11.74亿 美元。据不完全统计中国目前 每年生产CO2激光切割机近100 台，共1.5亿元人民币。虽然激 光切割的发展趋势较快，但应 用水平与发达国家相比差距较 大。至2003年中国已在工业生 产中使用的CO2激光切割系统 累计已达500台左右，约占都是激光加工的重要条件。 c:激光的高单色性，由于激光的单色性较高， 从而能保证光束能精确的聚焦在焦点上， 得到很高的功率密度。 d:激光的高相干性，相干性主要描述光波各 个部分的相位关系，正是激光具有如上所 述的奇异特性，因此在工业加工得到了广 泛的应用。
基本原理
该技术采用激光束照射到钢板表 面时释放的能量来使不锈钢熔化并 蒸发。激光源一般用二氧化碳激光 束，工作功率为500～2500瓦。该 功率的水平比许多家用电暖气所需 要的功率还低，但是，通过透镜和 反射镜，激光束聚集在很小的区域。 能量的高度集中能够进行迅速局部 加热，使不锈钢蒸发。此外，由于 能量非常集中，所以，仅有少量热 传到钢材的其它部分，所造成的变 形很小或没有变形。利用激光可以 非常准确地切割复杂形状的坯料， 所切割的坯料不必再作进一步的处 理。
概况 世界第一台CO2激光切割机 是二十世纪七十年代的诞生的。 三十多年来，由于应用领域的 不断扩大，CO2激光切割机不 断改进，目前国际国内已有多 家企业从事生产各种CO2激光 切割机以满足市场的需求，有 二维平板切割机、三维空间曲 线切割机、管子切割机等。国 外知名企业有德国Trumpf公司、 意大利Prima公司、瑞士 Bystronic公司、日本Amada公 司、MAZAK公司、NTC公司、 澳大利亚HG Laser Lab公司等。 目前国内能提供平板切割机的 企业有上海团结普瑞玛公司、 沈阳普瑞玛公司、济南捷迈公 司、武汉楚天公司等。根据美 国激光工业应用权威杂志 “Industrial Laser Solution”2000年度报告统计： 1999年全世界共销售的激光切 割系统（主要是CO2激光
简介
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20mm厚 的碳钢，但加氧切割 后会在切割面形成薄 薄的氧化膜。切割的 最大厚度可增加到 20mm，但切割部件 的尺寸误差较大。
激光切割技术优点
切割质量好 切口宽度窄（一般为0.1--0.5m 激光切割工程m、精度高
（一般孔中心距误差0.1--0.4mm，轮廓尺寸误差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙 度好（一般Ra为12.5--25μm），切缝一般不需要再加工即可焊接。