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雷射頭切割可分為四種類型:雷射頭蒸發切割,雷射頭熔融切割,雷射頭氧切割,雷射頭劃線和斷裂控制。
1)雷射頭蒸發切割
高能量密度雷射束用於加熱工件,使溫度迅速上升,在很短的時間內達到材料的沸點,材料開始蒸發形成蒸汽。蒸汽以高速噴射,並且在蒸汽噴射的同時在材料中形成切口。材料的汽化熱通常非常大,因此雷射頭汽化切割需要大量的功率和功率密度。
雷射頭汽化切割主要用於切割極薄的金屬材料和非金屬材料(如紙,布,木材,塑料,橡膠等)。
2)雷射頭熔化切割
在雷射頭熔化和切割過程中,金屬材料通過雷射加熱熔化,然後非氧化氣體(Ar,He,N等)通過與光束同軸的噴嘴注入,液態金屬通過強壓排出氣體形成一個缺口。雷射頭熔化切割不需要完全蒸發金屬,所需的能量僅為汽化切割的1/10。
雷射頭熔化切割主要用於切割不易氧化的材料或活性金屬,如不鏽鋼,鈦,鋁及其合金。
3)雷射頭氧切割
氧切割的原理類似於氧乙切割。它使用雷射作為預熱熱源,使用氧氣等活性氣體作為切割氣體。一方面,吹入的氣體與切割金屬反應產生氧化反應並釋放出大量的氧化熱;另一方面,熔融氧化物和熔體從反應區吹出,在金屬中形成缺口。由於切割過程中的氧化反應產生大量的熱量,雷射頭氧氣切割所需的能量僅為熔體切割所需的能量的1/2,並且切割速度遠高於雷射頭蒸發切割和熔融切割的切割速度。雷射頭氧氣切割主要用於易氧化的金屬材料,如碳鋼,鈦鋼和熱處理鋼。
4)雷射頭劃線和斷裂控制
雷射頭劃線是用高能量密度雷射掃描脆性材料表面,將材料蒸發成小槽,然後施加一定的壓力使脆性材料沿著小槽裂開。用於雷射劃片的雷射器通常是Q開關雷射器和CO2雷射器。
控制斷裂是利用雷射頭切槽過程中產生的陡峭溫度分布,在脆性材料中產生局部熱應力,沿小槽破壞材料。
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