激光切割是一種新型的熱切割方法，為熱切割不銹鋼的后起之秀。它是利用激光束的高能量對工件進行熱切割的方法。它可用來切割金屬和非金屬材料，有人把激光束稱為“切割刃具”也并非夸張。工業生產中常用的激光切割方法，按切割機理可分為激光氣化切割、激光熔化切割和激光氧氣切割。幾種熱切割方法的能量密度比較見表6-19。從表中可以看出，激光切割的能量密度最高。
一(yi)、激光切割的特點
1. 切割時熱變形小
由于它(ta)的切割能量(liang)密度高，可實現精度切割，切割后零件的變形(xing)小、不需(xu)要機械加工就可直接使(shi)用。
2. 切割面質(zhi)量好
切割精(jing)度可(ke)小到(dao)(dao)0.1～0.2mm，切割表(biao)面粗糙度可(ke)達到(dao)(dao)Ra十(shi)幾微米，切口很窄，特(te)別是(shi)切割熱影響區寬度僅為(wei)0.01～0.1mm，不(bu)會影響材料(liao)的(de)性能。
3. 切割(ge)速度(du)快
當(dang)采用輸出功(gong)率2kW激光(guang)器(qi)切(qie)(qie)割(ge)10mm以下的(de)鋼板時，其切(qie)(qie)割(ge)速度能達(da)到(dao)等離子弧切(qie)(qie)割(ge)的(de)水平(ping)。
4. 切割(ge)各種材料(liao)
它不僅能切割鋼板和非(fei)鐵材(cai)料(liao)(liao)，而且同樣可以切割塑料(liao)(liao)、皮革(ge)和纖維布等非(fei)金屬材(cai)料(liao)(liao)。
5. 良好(hao)的切割環境
切割時沒有(you)強烈輻射、噪(zao)聲(sheng)和環境(jing)污染，為操(cao)作者身體(ti)健康創造了較好(hao)的工作環境(jing)。
激光切(qie)割(ge)(ge)(ge)同氧(yang)丙烷(wan)或(huo)火焰切(qie)割(ge)(ge)(ge)及等離(li)子弧切(qie)割(ge)(ge)(ge)在(zai)性能上比較見表6-20。
二、切割設備與工藝
切割設備有CO2氣體激光器和釔鋁石榴石固體激光器兩種，其主要技術見表6-21。
輔助氣體的(de)種類(lei)隨材質不(bu)同而異，對于(yu)切割(ge)可燃(ran)材料(liao)和要求避免氧(yang)化的(de)金(jin)(jin)屬，使用(yong)惰(duo)性或中性氣體；對于(yu)一(yi)般金(jin)(jin)屬材料(liao)的(de)切割(ge)，則可采用(yong)氧(yang)氣。常用(yong)激(ji)光氧(yang)氣切割(ge)碳(tan)鋼、不(bu)銹鋼、鈦及鈦合金(jin)(jin)、鋁及鋁合金(jin)(jin)等(deng)金(jin)(jin)屬材料(liao)。
激(ji)光(guang)氧(yang)氣(qi)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)類似于氧(yang)燃氣(qi)火(huo)焰切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)，用(yong)激(ji)光(guang)能量(liang)對被切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)材料進行加(jia)熱(re)達到(dao)(dao)燃點(dian)，并(bing)在氧(yang)氣(qi)流(liu)中燃燒，所(suo)產生的(de)熔渣又(you)被氧(yang)氣(qi)流(liu)從切(qie)(qie)(qie)口中排除。上述氧(yang)化反應(ying)的(de)附加(jia)熱(re)又(you)使切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度(du)和切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)質量(liang)得到(dao)(dao)明顯提(ti)高，對完全可氧(yang)化金屬(shu)，其切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度(du)比氧(yang)燃氣(qi)火(huo)焰切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度(du)能提(ti)高約(yue)10倍。常用(yong)的(de)激(ji)光(guang)氧(yang)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)的(de)割(ge)(ge)槍示(shi)意圖(tu)如圖(tu)6-16所(suo)示(shi)。
由(you)于激光(guang)切(qie)割工(gong)藝具有切(qie)口精(jing)度高、質量高和切(qie)割速度快(kuai)等(deng)優勢，激光(guang)切(qie)割機(ji)在國(guo)內外都(dou)有應用(yong)，而手工(gong)和普通機(ji)械激光(guang)切(qie)割機(ji)尚(shang)未進入工(gong)業性(xing)實用(yong)階段，現(xian)在全部采用(yong)
數控(kong)系(xi)統控(kong)制(zhi)的。數控(kong)激(ji)光切(qie)(qie)割(ge)機的主要構件有：門式機架、激(ji)光器、導光系(xi)統、激(ji)光切(qie)(qie)割(ge)頭、CNC控(kong)制(zhi)及驅(qu)動(dong)系(xi)統、供氣系(xi)統、排煙除塵(chen)系(xi)統等。國內外著名焊割(ge)設(she)備(bei)制(zhi)造廠家(jia)均能(neng)生產出高質(zhi)量的數控(kong)激(ji)光切(qie)(qie)割(ge)設(she)備(bei)，切(qie)(qie)割(ge)不銹鋼(gang)最大厚度可達16mm。
三、激(ji)光器(qi)切割(ge)的(de)發展
目前釔鋁石(shi)榴石(shi)固體激光(guang)器(qi)功率一(yi)般為(wei)幾百瓦（主要用(yong)于焊接），只(zhi)能(neng)切(qie)割厚度(du)1～2mm以(yi)下的薄(bo)件金(jin)屬。最近美國研制出一(yi)種新型的釔鋁石(shi)榴石(shi)固體激光(guang)器(qi)，其激光(guang)束在(zai)工件上(shang)能(neng)產生(sheng)出比(bi)一(yi)般結構激光(guang)器(qi)高(gao)40倍的能(neng)量密度(du)，使切(qie)割能(neng)力(li)大為(wei)提高(gao)，能(neng)割穿厚達38mm的超耐熱合金(jin)材料(liao)或在(zai)厚為(wei)25.4mm的金(jin)屬件上(shang)打孔（打穿孔時間(jian)只(zhi)需2s)。
CO2氣體激光器的輸出功率一般在1.5kW以下，可用于切割厚為10mm以下的碳鋼和各種有色金屬。日本開發出一種功率為5kW的CO氣體激光器，其激光波長是CO2氣體激光器的一半左右，而能量密度則為后者的4倍之多，可以切割厚板。
為了推廣應用激光切割技術，在切割設備方面也取得了較大進展。有割炬固定、平臺移動的切割器。其平臺有2～5個自由度，平臺移動利用數控和可預編程序方式，并能與CAD（計算機輔助設計）系統連接。英國研制出的切割機，是在門架上移動的CO2激光切割裝置，也是數控的，激光切割頭能做5個自由度（沿X、Y、Z坐標的直線運動、旋轉和傾斜）運動，可實行三個方向的切割。
激光(guang)切(qie)割(ge)(ge)廣(guang)泛用于不銹(xiu)鋼、鈦及(ji)鈦合金(jin)(jin)、鋁及(ji)鋁合金(jin)(jin)和(he)超耐熱合金(jin)(jin)的(de)切(qie)割(ge)(ge)。在核工業、航空(kong)航天工業應(ying)用較多，最近(jin)在汽(qi)車(che)的(de)外(wai)殼板(ban)切(qie)割(ge)(ge)中也已開始使用激光(guang)切(qie)割(ge)(ge)技術，由機器人操作。
