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激光切割技术
简介
利用激光切割设备可切割4m似下的不锈钢，在激光束中加氧气可切割8〜10mn切缝，起割穿孔处小孔直径不能大于，切割技术难度大，已有不少单位投入生产。
其他应用领域
国外除上述应用外，还在不断扩展其应用领域。
〔1〕采用三维激光切割系统或配置工业机器人，切割空间曲线，开发各种三维切割软件，以加快从画图到切割零件的过程。
〔2〕为了提高生产效率，研究开发各种专用切割系统，材料输送系统，直线电机驱动系统等，目前切割系统的切割速度已超过100m/min。
〔3〕为扩展工程机械、造船工业等的应用，切割低碳钢厚度已超过30mm并特别注意研究用氮气切割低碳钢的工艺技术，以提高切割厚板的切口质量。因此在我国扩大CO2M光切割的工业应用领域，解决新的应用中一些技术难题仍然是工程技术人员的重要课题。
关键技术
CO2敖光切割的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。
激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件，必须掌握和解决以下几项关键技术：
焦点位置控制技术
焦点位置控制技术：激光切割的优点之一是光束的能量密度高，一般10W/cm2由于能量密度与4/兀d2成正比，所以焦点光斑直径尽可能的小，以便产生一窄的切缝；同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小，焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅，透镜离工件太近容易将透镜损坏，因此一般大功率CO2激光切割工业应用中广泛采用5〃~〃〃(127~190mm的焦距。~之间。对于高质量的切割，有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢，焦深为焦距的+2泌围内，即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料外表的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素，原则上6mm的金属材料，焦点在外表上；6mnfi勺碳钢，焦点在外表之上；6mm的不锈钢,焦点在外表之下。具体尺寸由实验确定。
在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种：〔1〕打印法：使切割头从上往下运动，在塑料板上进行激光束打印，打印直径最小处为焦点。〔2〕斜板法：用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。〔3〕蓝色火花法：去掉喷嘴，吹空气，将脉冲激光打在不锈钢板上，使切割头从上往下运动，直至蓝色火花最大处为焦点。对于飞行光路的切割机，由于光束发散角，切割近端和远端时光程长短不同，聚焦前的光束尺寸有一定差异。入射光束的直径越大，焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化，国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用：
〔1〕平行光管。这是一种常用的方法，即在CO2!光器的输出端加一平行光管进行扩束处理，扩束后的光束直径变大，发散角变小，使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
〔2〕在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴，它与控制喷嘴到材料外表距离〔standoff〕的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时，光束从近端到远端F轴也同时移动，使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。如图二所示。
〔3〕控制聚焦镜〔一般为金属反射聚焦系统〕的水压。假设聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时，白动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
〔4〕飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短；反之当切割近端光程减小时，使补偿光路增加，以保持光程长度一致。
切割穿孔技术
任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法:
〔1〕爆破穿孔：(Blastdrilling),材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑，然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关，爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大，且不圆，不宜在要求较高的零件上使用〔如石油筛缝管〕，只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。
〔2〕脉冲穿孔：〔Pulsedrilling〕采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小，其穿孔