行业专家：吴经理

切割工艺

汽化切割

在高功率密度激光束的加热下，材料表面温度上升到沸点温度的速度如此之快，足以避免热传导引起的熔化，因此部分材料蒸发成蒸汽消失，部分材料作为喷射物从接缝底部被辅助气体流吹走。一些不能熔化的材料，如木材。碳材料和一些塑料通过这种蒸发切割方法切割而成的。

在蒸发切割过程中，蒸汽带走熔化质点，冲刷碎屑，形成孔洞。在蒸发过程中，约40%的材料变成蒸汽消失，60%的材料以熔滴的形式被气流驱除。

熔化切割

当入射激光束的功率密度超过一定值时，光束照射点的材料开始蒸发并形成孔。一旦形成这个孔，它就会作为一个黑体吸收所有的入射光束能量。孔被熔化的金属壁包围，然后与光束同轴的辅助气流带走孔周围的熔化材料。随着工件的移动，孔按切割方向同步水平移动，形成一个接缝。激光束继续沿着接缝的前沿照射，熔化材料继续或脉动地从接缝中吹走。

氧化熔化

惰性气体通常用于熔化切割。如果用氧气或其他活性气体代替，材料在激光束的照射下被点燃，另一种热源与氧气发生强烈的化学反应，称为氧化熔化切割。具体描述如下：

(1)材料表面在激光束的照射下迅速加热到燃点温度，与氧气发生强烈的燃烧反应，释放大量热量。在这种热量的作用下，材料内部形成了一个充满蒸汽的孔，周围是熔融的金属壁。

（2）燃烧物质转移到熔渣中以控制氧和金属的燃烧速度。同时，通过熔渣到达点火前沿的氧气扩散速度也对燃烧速度有很大影响。氧气流量越高，燃烧化学反应和去除熔渣的速度越快。当然，氧气流量越高越好，因为流量过快会导致切割出口反应产物，即金属氧化物的快速冷却，这也不利于切割质量。

显然，氧化熔化切割过程中有两个热源，即激光照射能和氧与金属化学反应产生的热能。据估计，在切割钢时，氧化反应释放的热量约占切割所需能量的60%。

显然，与惰性气体相比，氧气作为辅助气体可以获得更高的切割速度。

（4）在有两个热源的氧化熔化切割过程中，如果氧气燃烧速度高于激光束的移动速度，则切割接头宽而粗糙。如果激光束移动速度快于氧气燃烧速度，则光滑。

控制断裂

对于易受热损伤的脆性材料，通过激光束高速加热。可控切割，称为控制断裂切割。该切割过程的主要内容是：激光束加热脆性材料的小区域，导致该区域的大热梯度和严重的机械变形，导致材料的裂缝。只要保持平衡的加热梯度，激光束就会导致裂缝在任何需要的方向产生。

需要注意的是，这种控制断裂切割不适合切割锐角和角切割。切割大而封闭的形状并不容易成功。控制断裂切割速度快，不需要太高的功率，否则会导致工件表面熔化，破坏切割边缘。其主要控制参数是激光功率和斑点尺寸。

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