激光切割加工基礎(chǔ)知識

激光切割加工基礎(chǔ)知識

一、概述

激光切割加工是一種先進的制造技術(shù)，通過高功率激光束的熱能

來實現(xiàn)材料的精準切割。作為一種高效、精確、適應(yīng)多種材料加工的

方法，激光切割加工技術(shù)在航空、汽車、船舶、電子、電器、機械制

造等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。本文旨在介紹激光切割加工的基礎(chǔ)知識,

幫助讀者了解激光切割的基本原理、技術(shù)特點和應(yīng)用范圍，為后續(xù)的

深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

激光切割加工的基本原理是利用高能量密度的激光束照射在材

料表面，使材料迅速熔化、汽化或達到燃燒點，同時配合機械力或輔

助氣體（如氮氣、氧氣等）將熔化或燃燒的材料吹走，從而實現(xiàn)切割。

激光切割加工技術(shù)具有切割速度快、精度高、切口質(zhì)量良好、材料適

用范圍廣等優(yōu)點。激光切割加工對操作人員的技能要求較高，需要具

備相應(yīng)的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗。

隨著科技的不斷進步，激光切割加工技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。現(xiàn)

代激光切割設(shè)備已經(jīng)具備了高功率、高精度、高效率的特點，能夠處

理從薄板到厚板的各種材料，包括金屬、非金屬以及復(fù)合材料。激光

切割加工技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴大，不僅用于制造業(yè)，還廣泛應(yīng)用于

醫(yī)療、藝術(shù)等領(lǐng)域。

本文將從激光切割加工的基本原理入手，詳細介紹激光切割加工

的技術(shù)特點、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)、材料選擇以及安全操作等方面的

知識，幫助讀者全面了解激光切割加工的基礎(chǔ)知識，為后續(xù)的激光切

割加工操作提供理論指導(dǎo)和實踐指導(dǎo)。

1.激光切割加工技術(shù)簡介

激光切割加工技術(shù)是一種先進的材料加工方法，利用高功率激光

束照射在材料表面，以實現(xiàn)對材料的精確切割。該技術(shù)自誕生以來，

憑借其高精度、高效率、低能耗和環(huán)保優(yōu)勢，在制造業(yè)領(lǐng)域得到了廣

泛的應(yīng)用。

激光切割技術(shù)主要依賴于激光的高能量密度特性，通過激光束的

聚焦，使材料表面迅速加熱至熔化或汽化狀態(tài)，同時配合高精度運動

控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對各種材料的精確切割。激光切割加工技術(shù)廣泛應(yīng)用

于金屬、非金屬材料的切割，尤其在汽車、航空、船舶、電子、電器

等制造業(yè)領(lǐng)域，更是不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。

激光切割加工技術(shù)具有多種優(yōu)勢。激光切割精度高，可以實現(xiàn)微

米級的切割精度，滿足高精度加工需求。激光切割速度快，大大提高

了生產(chǎn)效率。激光切割屬于非接觸性加工，對工件的損傷較小，適用

于各種復(fù)雜形狀和精細結(jié)構(gòu)的加工。激光切割加工技術(shù)還具有靈活的

加工方式，可以根據(jù)需求進行個性化定制生產(chǎn)。

隨著科技的不斷發(fā)展，激光切割加工技術(shù)將持續(xù)進步，為制造業(yè)

的發(fā)展注入新的活力。激光切割技術(shù)將在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用，為

實現(xiàn)智能制造、綠色制造貢獻力量。

2.激光切割應(yīng)用領(lǐng)域概述

激光切割作為一種先進的制造技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。

其在各個行業(yè)的應(yīng)用體現(xiàn)了激光切割的高精度、高效率及靈活性。在

汽車制造業(yè)中，激光切割主要用于汽車部件的制造，如車身、底盤、

發(fā)動機部件等。其高精度和高速度的特性使得汽車制造過程更為精確

和高效。

激光切割在航空領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。由于航空器對材料的高

要求，激光切割的高精度和高質(zhì)量使得其成為航空零部件制造的重要

工藝。從機翼到機身，甚至是內(nèi)部的微小部件，都可以通過激光切割

技術(shù)精確制造。

在制造業(yè)的其他領(lǐng)域，如船舶制造、機械制造、電器電子制造等，

激光切割同樣發(fā)揮著重要作用。特別是在需要高精度和高難度切割要

求的零件制造過程中，激光切割已經(jīng)成為不可替代的關(guān)鍵技術(shù)。隨著

科技的發(fā)展，激光切割在醫(yī)療、珠寶加工、建筑模型等領(lǐng)域的應(yīng)用也

逐漸增多。激光切割的精細度和靈活性使得其在這些領(lǐng)域的應(yīng)用中具

有獨特的優(yōu)勢。激光切割的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴大，其在各個行業(yè)的

應(yīng)用前景十分廣闊。

3.激光切割發(fā)展趨勢及前景

激光切割技術(shù)作為現(xiàn)代制造業(yè)的重要工藝手段，隨著科技的不斷

進步，其發(fā)展趨勢及前景十分廣闊。激光切割技術(shù)的智能化和自動化

水平將不斷提高，通過引入先進的人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，使得激

光切割設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)更高水平的自主操作和智能決策，從而提高生產(chǎn)

效率和加工精度。

激光切割技術(shù)的功率和切割速度將得到進一步提升。隨著新材料

的不斷研發(fā)和應(yīng)用，對于高功率激光切割設(shè)備的需求將不斷增長。激

光切割頭的設(shè)計優(yōu)化和材料處理技術(shù)的改進，也將使得激光切割的速

度和效率得到新的突破。

激光切割技術(shù)將朝著更加綠色環(huán)保的方向發(fā)展。現(xiàn)代制造業(yè)對于

節(jié)能減排的要求越來越高，激光切割技術(shù)作為一種非接觸、無機械力

的加工方式，具有較小的熱影響區(qū)和較低的能耗，符合綠色制造的發(fā)

展趨勢。激光切割過程中產(chǎn)生的廢棄物和污染物較少，有利于實現(xiàn)環(huán)

保生產(chǎn)。

激光切割技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M一步拓寬。隨著技術(shù)的不斷成熟和

進步，激光切割技術(shù)將廣泛應(yīng)用于汽車、航空、船舶、電子、醫(yī)療器

械等制造業(yè)領(lǐng)域，并且還將拓展到新能源、新材料等新興產(chǎn)業(yè)中。

激光切割技術(shù)作為一種先進的加工方法，其發(fā)展趨勢及前景十分

美好。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進步，激光切割將在制造業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮

更加重要的作用，為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。

二、激光切割加工基本原理

激光產(chǎn)生：激光切割設(shè)備中的激光器產(chǎn)生高強度的激光束。這些

激光束具有極高的能量密度，可以聚焦到非常小的區(qū)域。

材料作用：當(dāng)激光束照射到待加工材料表面時，其能量會被材料

吸收。材料吸收激光能量后，會迅速加熱到熔點或更高的溫度，從而

使其汽化或熔化。

切割過程：一旦材料被加熱到足夠高的溫度，它就可以被切開。

激光束的能量密度足以使材料迅速分離，從而實現(xiàn)精確的切割。激光

束還可以進行微調(diào)，以執(zhí)行各種復(fù)雜的切割路徑和形狀。

輔助氣體：在激光切割過程中，通常會使用輔助氣體（如氮氣、

氧氣或空氣）來吹走熔化或汽化的材料殘渣，并確保切口的質(zhì)量。

控制系統(tǒng)：整個激光切割過程由先進的控制系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)能

夠精確控制激光束的路徑、功率和速度等參數(shù)，以確保切割的精確性

和效率。

激光切割加工具有多種優(yōu)勢，包括高精度、快速、非接觸加工以

及適用于多種材料的加工等。它在汽車、航空、電子、醫(yī)療和許多其

他行'也中得到了廣泛應(yīng)用。通過了解激光切割加工的基本原理，可以

更好地理解這一技術(shù)的運作方式及其在各種應(yīng)用中的優(yōu)勢。

1.激光原理簡述

激光切割加工技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的一種重要工藝手

段，其核心技術(shù)在于激光原理的應(yīng)用。激光原理是激光技術(shù)的基礎(chǔ)，

主要涉及到愛因斯坦在年提出的受激發(fā)射原理。激光是通過某種介質(zhì)

被激活而產(chǎn)生的強光輻射，其本質(zhì)是一種光波。激光的產(chǎn)生需要滿足

三個基本條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、諧振條件以及放大作用。在特定的物理

介質(zhì)中，通過高能粒子的激發(fā)和躍遷，產(chǎn)生光子并產(chǎn)生輻射場，這些

光子經(jīng)過諧振和放大作用后形成激光束。激光具有方向性好、亮度高、

單色性強等特點，使得激光在切割加工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。通

過激光束的高能量密度，可以對材料進行快速熱化、熔化乃至氣化，

從而實現(xiàn)精準高效的切割加工過程。激光切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)推

動了現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進步和升級，其在各個行業(yè)

的應(yīng)用將更加廣泛深入。對激光原理的深入了解將有助于我們更好地

掌握激光切割技術(shù)，優(yōu)化工藝參數(shù)，提高加工質(zhì)量及效率。

2.激光切割工藝原理

激光切割是一種先進的材料加工技術(shù)，其工藝原理主要依賴于高

功率密度的激光束。這一過程涉及多個關(guān)鍵步驟和要素。

激光器發(fā)射出高能量、高密度的連續(xù)或脈沖激光束，這是激光切

割的動力源。激光束通過光學(xué)系統(tǒng)（如透鏡和反射鏡）進行傳輸和聚

焦，形成極細的光束，確保能量能夠精確作用于目標材料上。

當(dāng)激光束照射到材料表面時，會產(chǎn)生局部高溫，使材料迅速熔化、

汽化或達到材料的燃點。激光產(chǎn)生的熱量會在材料內(nèi)部形成熱應(yīng)力，

引起材料的熱膨脹。這種熱作用使材料在極短的時間內(nèi)發(fā)生顯著變化。

通過高精度的工作臺或機械手臂操縱激光切割頭，以一定的速度

和軌跡移動激光束，從而在材料上切割出所需的形狀和尺寸。在切割

過程中，部分材料會被熱量剝離基礎(chǔ)材料表面，形成切割縫。對于厚

度較大的材料，可能需要輔助氣體（如氮氣、氧氣或空氣）來吹走切

割產(chǎn)生的殘渣并幫助切口保持清晰。

通過精確控制激光參數(shù)（如功率、脈沖頻率、光束模式等），以

及機械運動參數(shù)（如速度、加速度等），可以實現(xiàn)不同材料的精細切

割，包括金屬、非金屬以及復(fù)合材料等。

激光切割工藝因其高精度、高效率、低能耗以及良好的切割質(zhì)量

而廣泛應(yīng)用于航空、汽車、造船、電子等多個領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷

進步，激光切割正在不斷拓展其應(yīng)用范圍并提升加工能力。

3.激光切割加工的主要參數(shù)（如功率、速度、焦距等）

激光功率是激光切割中最關(guān)鍵的參數(shù)之一，它決定了光束的能量

密度，進而影響材料的熔化和氣化速度。功率的大小選擇需要根據(jù)所

加工材料的類型和厚度來確定。較厚的材料需要更高的功率來確保切

割的完全和速度。過高的功率可能導(dǎo)致切口過度燒焦或材料燃燒，而

過低的功率則可能導(dǎo)致切割不完全或效率低下。合理設(shè)置激光功率是

確保切割質(zhì)量的關(guān)鍵。

激光切割速度直接影響熱影響區(qū)域的大小和切割質(zhì)量。較快的切

割速度可以減少熱影響區(qū)域，提高加工效率，但可能會導(dǎo)致切口質(zhì)量

下降，尤其是在高功率激光下。過慢的切割速度可能會導(dǎo)致過度的熱

輸入，增加熱變形和殘余應(yīng)力的風(fēng)險。選擇合適的切割速度需要平衡

效率與加工質(zhì)量的要求，并根據(jù)材料類型、厚度以及激光功率進行調(diào)

整。

激光切割中的焦距是指激光束聚焦透境與加工材料表面之間的

距離。焦距的選擇直接影響到激光光束的聚焦程度和光束質(zhì)量。正確

的焦距可以確保光束的最佳聚焦狀態(tài)，提高能量密度，從而提高加工

效率和質(zhì)量。不合適或變化的焦距可能導(dǎo)致光束散焦、能量損失和加

工質(zhì)量下降。在加工過程中，保持穩(wěn)定的焦距是非常重要的。

三、激光切割設(shè)備

激光器是激光切割設(shè)備的核心部件，負責(zé)產(chǎn)生高功率的激光束。

常見的激光器類型包括固體激光器、氣體激光器以及光纖激光器。每

種激光器都有其獨特的特點和應(yīng)用領(lǐng)域，選擇合適的激光器對于實現(xiàn)

理想的加工效果至關(guān)重要。

光束傳輸系統(tǒng)負責(zé)將激光器產(chǎn)生的激光束傳輸?shù)角懈铑^。這個過

程需要保證光束的質(zhì)量、方向和能量穩(wěn)定。光束傳輸系統(tǒng)包括一系列

的光學(xué)元件，如透鏡、反射鏡和光纖等。

切割頭是激光切割設(shè)備的另一個關(guān)鍵部分，負責(zé)聚焦激光束并將

其引導(dǎo)到工件上。切割頭還配備有助燃氣體噴嘴，用于提供加工所需

的氣體（如氧氣、氮氣等）。高質(zhì)量切割頭的特征在于其精確的聚焦

能力和優(yōu)秀的光束穩(wěn)定性。

控制系統(tǒng)負責(zé)控制激光切割設(shè)備的所有功能口它基于數(shù)控技術(shù)，

允許操作人員通過編程來精確控制激光束的運動軌跡、功率和加工速

度等參數(shù)?，F(xiàn)代控制系統(tǒng)還具有自動監(jiān)測和調(diào)整功能，以確保加工過

程的穩(wěn)定性和優(yōu)化。

工作平臺用于承載和定位待加工的工件?，F(xiàn)代激光切割設(shè)備通常

配備有高精度的工作平臺，以確保工件的位置精確和穩(wěn)定。部分高級

設(shè)備還具備自動化上下料系統(tǒng)，進一步提高生產(chǎn)效率。

激光切割設(shè)備是一個復(fù)雜而精密的系統(tǒng)，其正確選擇、安裝和維

護對于保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和保證操作安全至關(guān)重要。了解

和熟悉激光切割設(shè)備各部分的功能和特點，對于從事激光切割加工的

技術(shù)人員來說是非常重要的基礎(chǔ)知識。

1.激光切割機的種類與特點

氣體激光切割機：這是最常見的激光切割機類型之一。它利用高

能激光束與輔助氣體相結(jié)合，通過高溫熔化或氣化材料來實現(xiàn)切割。

這種機器適用于多種材料，如金屬、非金屬等。其特點包括高精度、

高效率、良好的切割質(zhì)量等。

固體激光切割機：采用固體激光器作為光源，適用于對精度要求

較高的行業(yè)，如精密機械、電子等。其優(yōu)點在于光束質(zhì)量穩(wěn)定、輸出

功率大、維護成本低等。

光纖激光切割機：采用光纖傳輸激光，具有靈活性和高效性。適

用于各種材料的快速切割，尤其在薄板材料加工領(lǐng)域表現(xiàn)突出。其特

點包括光束質(zhì)量高、能量傳輸距離遠、易于實現(xiàn)自動化等。

超快激光切割機：主要針對微小型零件進行高精度、高效率的切

割和打孔作業(yè)。由于具有極短的脈沖時間和超高熱密度，因此特別適

合加工微小且精度要求高的零件。

每種激光切割機都有其獨特的優(yōu)點和適用場景，選擇適合的激光

切割機需要根據(jù)具體的加工需求、材料類型和預(yù)算等因素綜合考慮。

了解各種激光切割機的特點對于優(yōu)化生產(chǎn)流程和提高產(chǎn)品質(zhì)量具有

重要意義。

2.設(shè)備主要組成部分及其功能

《激光切割加工基礎(chǔ)知識》文章中的“設(shè)備主要組成部分及其

功能”段落內(nèi)容可以這樣撰寫：

激光切割設(shè)備是一種高精度、高效率的現(xiàn)代化加工設(shè)備，主要由

以下幾個主要部分組成，每個部分都有其獨特的功能和重要性。

（1）激光器：作為激光切割設(shè)備的心臟，激光器是產(chǎn)生高功率

激光光束的關(guān)鍵部件。它利用特定的物理原理，如光學(xué)諧振腔內(nèi)的光

放大，產(chǎn)生高能量密度的激光光束。

（2）光學(xué)系統(tǒng)：光學(xué)系統(tǒng)負責(zé)引導(dǎo)和控制激光光束，確保其準

確地照射到加工材料上。它通常包括反射鏡、透鏡和光學(xué)透鏡等，這

些部件可以有效地傳輸和聚焦激光光束。

（3）工作臺面：工作臺面是用來承載待加工材料的平臺。它可

以根據(jù)加工需求進行精確的位置調(diào)整和移動，以確保激光光束準確地

對準加工區(qū)域。

（4）控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是激光切割設(shè)備的“大腦”，負責(zé)整

個設(shè)備的操作和控制。通過電腦軟件編程，控制系統(tǒng)可以精確控制激

光光束的輸出功率、光束的移動路徑和速度等參數(shù)，以滿足不同的加

工需求。

(5)輔助裝置：除了上述主要部分外，激光切割設(shè)備還包括一

些輔助裝置，如氣體噴嘴、排渣裝置等。氣體噴嘴用于吹走切割產(chǎn)生

的殘渣，排渣裝置則負責(zé)清理加工區(qū)域，確保加工過程的順利進行。

這些組成部分協(xié)同工作，確保激光切割設(shè)備能夠高效、精確地完

成各種復(fù)雜形狀的切割任務(wù)。了解這些組成部分及其功能，對于正確

使用和操作激光切割設(shè)備至關(guān)重要。

3.設(shè)備選擇與使用注意事項

激光切割加工的發(fā)展日益迅速，選擇一臺合適的激光切割設(shè)備是

確保加工質(zhì)量的關(guān)鍵。在選擇設(shè)備時，首要考慮的因素包括加工材料

的類型、厚度、切割精度要求以及生產(chǎn)規(guī)模。不同功率的激光切割機

對應(yīng)不同的應(yīng)用場合，因此需要根據(jù)實際需求進行選擇。

設(shè)備安裝：激光切割設(shè)備應(yīng)安裝在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，以保證加工過

程中的穩(wěn)定性。同時要確保工作區(qū)域通風(fēng)良好，利于設(shè)備的散熱。

安全操作：操作者需接受專業(yè)的培訓(xùn)，熟悉設(shè)備性能及操作規(guī)程。

在操作過程中，必須佩戴專、也的防護眼鏡，避免激光輻射對眼睛造成

傷害。設(shè)備周圍應(yīng)避免有易燃物品，以防激光引發(fā)火災(zāi)。

設(shè)備維護：定期對設(shè)備進行維護和保養(yǎng)是保證設(shè)備正常運行的關(guān)

鍵。包括清潔光學(xué)鏡片、檢查機械部件的磨損情況、更換老化元件等。

合理使用：避免長時間超負荷運行設(shè)備，以免對設(shè)備造成損害。

按照設(shè)備要求使用合適的切割氣體和輔助氣體。

耗材選擇：選擇合適的耗材是確保加工質(zhì)量的重要因素。應(yīng)根據(jù)

加工材料的選擇，選擇合適的激光切割頭和切割工藝參數(shù)。

合理選擇和使用激光切割設(shè)備，既能提高生產(chǎn)效率，又能保證加

工質(zhì)量。在設(shè)備使用過程中，務(wù)必遵循操作規(guī)程，注意設(shè)備維護和保

養(yǎng)，確保生產(chǎn)安全。

四、激光切割加工工藝

工藝原理：激光切割是利用高功率密度的激光束照射材料表面，

使材料迅速熔化、汽化或達到點燃點，同時配合高速氣流將熔化物質(zhì)

從工件表面吹走，從而達到切割的目的。

切割模式：根據(jù)材料類型和加工需求,激光切割可分為多種模式,

如熔化切割、汽化切割、氧化切割等。每種模式都有其特定的適用范

圍和工藝參數(shù)。

工藝參數(shù)：激光切割的工藝參數(shù)包括激光功率、切割速度、焦點

位置、氣體類型和壓力等。這些參數(shù)的選擇對切割質(zhì)量、精度和加工

效率有著重要影響。操作人員需要根據(jù)材料特性、切割要求和機器性

能來合理設(shè)置參數(shù)。

材料適應(yīng)性：激光切割技術(shù)適用于多種材料的加工，如金屬、非

金屬、復(fù)合材料等。不同材料的激光切割工藝會有所差異，需要根據(jù)

材料特性進行相應(yīng)的工藝調(diào)整。

加工精度和質(zhì)量控制：激光切割加工具有高精度、高速度、高質(zhì)

量的特點。為了保證加工精度和質(zhì)量，操作人員需要掌握正確的操作

方法，對設(shè)備進行定期的維護和保養(yǎng)，同時對加工過程進行實時監(jiān)控

和調(diào)整。

安全操作：激光切割加工過程中需要注意安全問題，如防止激光

輻射、防止火災(zāi)等。操作人員需要了解相關(guān)安全知識，遵守操作規(guī)程,

確保加工過程的安全。

發(fā)展趨勢：隨著科技的進步，激光切割技術(shù)不斷發(fā)展和完善，如

更高功率的激光器、更精細的切割模式、更智能的控制系統(tǒng)等。這些

新技術(shù)的發(fā)展將進一步提高激光切割的加工效率和質(zhì)量。

激光切割加工工藝是一個復(fù)雜而又精細的技術(shù)領(lǐng)域，需要操作人

員掌握扎實的理論知識和實踐經(jīng)驗，才能確保加工過程的安全、高效

和高質(zhì)量。

1.激光切割工藝流程

前期準備：在開始激光切割之前，首要的任務(wù)是進行必要的前期

準備。這包括選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，設(shè)計切割圖案或形狀，以及根據(jù)所需

材料特性調(diào)整激光設(shè)備。操作人員還需要對工作環(huán)境進行安全檢查,

確保所有設(shè)備都處于最佳工作狀態(tài)。

材料定位：在確定了要切割的材料之后，下一步是將材料準確地

放置在激光切割機的工作臺上。這涉及到精確的材料定位，以確保切

割過程中材料的穩(wěn)定性和準確性。

設(shè)定參數(shù)：激光切割機的參數(shù)設(shè)置是實現(xiàn)高質(zhì)量切割的關(guān)鍵。這

些參數(shù)包括激光功率、切割速度、焦點位置等。根據(jù)材料的類型和厚

度，操作人員需要調(diào)整這些參數(shù)以達到最佳的切割效果。

激光切割：在調(diào)整好所有參數(shù)之后，就可以開始進行激光切割了。

激光束通過光學(xué)系統(tǒng)聚焦，形成高功率密度的光束，照射在材料表面，

使其迅速熔化、汽化或達到燃燒點，從而實現(xiàn)材料的切割。

后續(xù)處理：完成激光切割后，通常還需要進行一些后續(xù)處理，如

去除切割殘渣、檢查切割質(zhì)量、對材料進行進一步加工等U這一步也

是保證最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

2.切割材料類型及特性（金屬、非金屬等）

激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種材料，主要包括金屬、非金屬等。

不同的材料具有獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在使用激光切割技術(shù)時需要

特別關(guān)注各種材料的特性。

金屬是一類具有優(yōu)良導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的材料，廣泛應(yīng)用于制造業(yè)。

激光切割金屬時，主要利用高功率激光束的高能量密度來熔化或汽化

金屬材料，從而實現(xiàn)精確切割。常見的金屬切割材料包括鋼鐵、鋁、

銅等。這些金屬具有良好的可切割性，能夠形成平滑的切割面，并且

邊緣整齊，適合于高精度的切割需求。

非金屬材料的激光切割技術(shù)也在不斷發(fā)展。這些材料包括木材.、

紙張、塑料、橡膠等。與金屬材料相比，非金屬材料的導(dǎo)熱性較差，

對激光能量的吸收也有所不同。在激光切割非金屬材料時，需要調(diào)整

激光功率和切割速度，以獲得最佳的切割效果。木材的激光切割可以

獲得清晰、平滑的切口；塑料的激光切割可以實現(xiàn)精細的切割和打孔。

還有一些復(fù)合材料，如玻璃纖維增強塑料（GFRP）、碳纖維增強

塑料（CFRP）等，也適用于激光切割技術(shù)。這些復(fù)合材料具有優(yōu)異的

力學(xué)性能和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域。激光

切割這些材料時，需要特別注意材料的熱穩(wěn)定性和抗熱性能，以避免

熱損傷和變形。

了解不同材料的特性和激光切割過程中的注意事項，是實現(xiàn)高質(zhì)

量切割的關(guān)鍵。通過對不同材料特性的深入了解，可以選擇合適的激

光功率、切割速度和加工環(huán)境，以實現(xiàn)高效、精確的激光切割加工。

3.切割質(zhì)量影響因素及優(yōu)化措施

激光切割加工過程中，切割質(zhì)量是衡量加工效果的關(guān)鍵指標，其

影響因素眾多，包括激光功率、光束質(zhì)量、材料性質(zhì)、切割速度、輔

助氣體類型及壓力等。針對這些影響因素，采取有效的優(yōu)化措施是提

高切割質(zhì)量的關(guān)鍵。

激光功率和光束質(zhì)量直接影響切割的精度和深度。高功率的激光

和高質(zhì)量的光束能確保更快速、更精確的切割。優(yōu)化措施包括定期維

護激光器，保證其穩(wěn)定運行，以及選擇合適的光學(xué)元件，確保光束質(zhì)

量。

不同材料的切割特性差異較大，如金屬、非金屬及復(fù)合材料的激

光切割特性各有不同。針對材料性質(zhì)，優(yōu)化措施包括選擇適合的材料,

了解其切割特性并進行預(yù)處理，以提高切割質(zhì)量。

切割速度對切割質(zhì)量和效率有重要影響。過快的切割速度可能導(dǎo)

致切割不完全，而過慢的速度則會影響生產(chǎn)效率。根據(jù)材料類型和激

光器功率選擇合適的切割速度是關(guān)鍵。

輔助氣體如氧氣、氮氣等在切割過程中起到重要作用，其類型和

壓力直接影響切割質(zhì)量。優(yōu)化措施包括選擇合適的輔助氣體類型和壓

力，以確保最佳的切割效果。

為了提高切割質(zhì)量，還需要采取其他優(yōu)化措施，如優(yōu)化切割路徑、

減少熱影響區(qū)的變形、提高切縫的平整度等。合理的工藝參數(shù)設(shè)置和

操作人員的技能水平也是影響切割質(zhì)量的重要因素。需要綜合考慮各

種因素，采取綜合性的優(yōu)化措施，以提高激光切割加工的質(zhì)量。

4.激光切割中的安全問題及防護措施

激光切割作為一種先進的制造技術(shù)，雖然帶來了許多優(yōu)勢，但在

操作過程中也存在一些安全問題。了解激光切割中的安全問題并采取

有效的防護措施是至關(guān)重要的。

在激光切割過程中，首要的安全問題便是激光輻射。高功率的激

光束對人體的皮膚和眼睛可能造成嚴重傷害。長時間暴露于激光輻射

下，可能導(dǎo)致皮膚灼傷、眼睛失明等嚴重后果。激光切割設(shè)備在工作

時還會產(chǎn)生煙霧和有害氣體，這些氣體中可能含有有害物質(zhì)，對人體

健康構(gòu)成潛在威脅。

針對以上安全問題，我們需要采取一系列防護措施。操作激光切

割設(shè)備時，必須佩戴專業(yè)的防護眼鏡，以有效阻擋激光輻射。設(shè)備應(yīng)

安裝在封閉的工作區(qū)域內(nèi)，防止激光輻射外泄.在工作區(qū)域內(nèi)，應(yīng)設(shè)

置明顯的安全警示標志，并配備緊急停車按鈕，以便在緊急情況下迅

速關(guān)閉設(shè)備。

對于產(chǎn)生的煙霧和有害氣體，應(yīng)安裝有效的排風(fēng)系統(tǒng)，及時將有

害氣體排出室外。操作人員應(yīng)保持良好的工作環(huán)境，定期接受健康檢

查，避免長期接觸有害物質(zhì)。

激光切割設(shè)備在工作時還會產(chǎn)生高溫，存在燙傷和火災(zāi)的風(fēng)險。

我們應(yīng)保持工作區(qū)域的整潔，避免可燃物靠近設(shè)備。在設(shè)備周圍應(yīng)配

備滅火器材，以便在火災(zāi)發(fā)生時迅速撲滅火源。

對于激光切割設(shè)備的維護和保養(yǎng)也至關(guān)重要。定期檢查設(shè)備的工

作狀態(tài)，及時更換老化的零部件，可以有效減少安全隱患。

激光切割中的安全問題不容忽視。我們必須采取有效的防護措施,

確保操作人員的安全。通過加強安全管理，提高操作人員的安全意識，

我們可以最大限度地減少激光切割過程中的安全風(fēng)險。

五、激光切割加工應(yīng)用實例

汽車制造業(yè)：在汽車制造過程中，激光切割技術(shù)被廣泛應(yīng)用于車

身、座椅、儀表板等部件的制造過程中。激光切割能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的

切割，大大提高生產(chǎn)效率，同時還能滿足復(fù)雜的幾何形狀需求。激光

切割在汽車零部件的再制造和維修領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。

航空航天工業(yè)：航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧霞庸ぞ纫髽O高，激光切

割技術(shù)因此得到了廣泛應(yīng)用。飛機機翼、機身和發(fā)動機部件的制造過

程中，激光切割能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的切割和打孔，滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造

需求。激光切割還能用于制造飛機座椅、內(nèi)飾件等部件。

醫(yī)療器械制造：在醫(yī)療器械制造領(lǐng)域，激光切割技術(shù)被廣泛應(yīng)用

于手術(shù)器械、醫(yī)療器械設(shè)備和醫(yī)用材料的制造過程中。激光切割能夠

實現(xiàn)高精度、高速度的切割，同時還能保證器械的光潔度和耐用性，

滿足醫(yī)用標準。

鍍金加工行業(yè)：在鍍金加工行業(yè)中，激光切割技術(shù)被廣泛應(yīng)用于

金屬板材的切割、開槽和打孔等工序。與傳統(tǒng)的機械切割相比，激光

切割具有更高的精度和效率，同時還能降低加工過程中的噪音和振動。

電子工業(yè)：在電子工業(yè)領(lǐng)域,激光切割技術(shù)被用于制造微細結(jié)構(gòu)、

電路板和電子元器件等。激光切割的高精度和高速度能夠滿足電子產(chǎn)

品的制造需求，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

1.汽車制造業(yè)中的激光切割應(yīng)用

在汽車制造業(yè)中，激光切割技術(shù)發(fā)揮看至關(guān)重要的作用。隨著汽

車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對于高精度、高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)需求日益增

長，激光切割技術(shù)正好滿足了這些需求。激光切割設(shè)備主要用于切割

車身板材、結(jié)構(gòu)件、以及精細零部件等。與傳統(tǒng)的機械切割相比，激

光切割具有更高的精度和靈活性，可以實現(xiàn)對復(fù)雜形狀的高速精準切

割。激光切割對于材料的適應(yīng)性也非常廣泛，無論是金屬還是非金屬，

都能實現(xiàn)精確的切割。激光切割技術(shù)還能有效減少材料浪費，提高生

產(chǎn)效率，降低成本。在汽車制造業(yè)中，激光切割已經(jīng)成為一種不可或

缺的關(guān)鍵工藝。隨著技術(shù)的不斷進步，其在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用也將

更加廣泛和深入。

2.機械制造中的激光切割應(yīng)用

激光切割技術(shù)在機械制造領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在板材加工方面,

激光切割能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高效率的切割操作，適用于各種金屬板材，

如鋼鐵、不銹鋼、鋁等。在汽車制造業(yè)中，激光切割被廣泛應(yīng)用于車

身制造、零部件加工以及發(fā)動機制造等環(huán)節(jié)，提高了汽車制造的精度

和效率。激光切割技術(shù)還在機床制造、航空航天、船舶制造等領(lǐng)域發(fā)

揮著重要作用。

激光切割之所以在機械制造中占據(jù)重要地位，主要是因為其具有

以下優(yōu)勢：

a.精度高：激光切割的精度可以達到很高的水平，能夠滿足機

械制造的高精度要求。

b.切割速度快：激光切割具有極高的切割速度，可以大幅度提

高生產(chǎn)效率V

c.適用范圍廣：激光切割適用于各種材料的切割，包括金屬、

非金屬等。

d.自動化程度高：激光切割設(shè)備可以與自動化生產(chǎn)線相結(jié)合，

實現(xiàn)自動化、智能化的生產(chǎn)。

在機械制造中，激光切割技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品

質(zhì)量，還降低了生產(chǎn)成本，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了重要的推動力。

隨著科技的不斷發(fā)展，激光切割技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用前景將更加

廣闊。

3.電子產(chǎn)品制造中的激光切割應(yīng)用

隨著科技的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。

在電子產(chǎn)品制造過程中，精密、高效的加工技術(shù)顯得尤為重要。激光

切割技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

激光切割技術(shù)用于制造電子產(chǎn)品的精密部件。由于激光切割的高

精度特性，它可以實現(xiàn)對微小零件的精確加工，這對于提高電子產(chǎn)品

的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。在手機制造過程中，激光切割技術(shù)可以精

確切割出內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)、微細的電路線路等。

激光切割在電路板制造中扮演著關(guān)鍵角色。通過激光切割技術(shù)，

可以精確地將電路板切割成所需的形狀和大小，同時還可以實現(xiàn)電路

板的精細布線。這種精細的布線對于電子信號的傳輸和電路功能的實

現(xiàn)至關(guān)重要。

激光切割技術(shù)還在電子元器件的制造和組裝過程中發(fā)揮著重要

作用。利用激光切割技術(shù)可以將電子元器件的引腳精確切割到合適的

長度和形狀，以確保其能夠與電路板上的插槽完美匹配。激光切割技

術(shù)還可以用于電子元器件的精密焊接過程，從而確保電子產(chǎn)品的質(zhì)量

和性能。

激光切割技術(shù)在電子產(chǎn)品制造過程中發(fā)揮著不可替代的作用。它

不僅可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，更關(guān)鍵的是，它可以確保電

子產(chǎn)品的精度和性能，滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品市場對于高質(zhì)量、高性能的

需求。

4.其他行業(yè)的應(yīng)用實例

激光切割技術(shù)在許多其他行業(yè)中也發(fā)揮著重要作用。在汽車行業(yè),

激光切割被廣泛應(yīng)用于車身制造、零部件加工和發(fā)動機制造過程中，

提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在航空航天領(lǐng)域，激光切割技術(shù)用于制

造飛機和航天器的精密部件，滿足了高強度、高精度和高可靠性的要

求。激光切割還廣泛應(yīng)用于電子、機械制造、紡織和造紙等行業(yè)c電

子行業(yè)的精密部件加工需要高精度激光切割來實現(xiàn)細微結(jié)構(gòu)的制作。

機械制造行業(yè)中，大型零件的切割和加工離不開激光切割技術(shù)的高效

操作。在紡織和造紙行業(yè)，激光切割技術(shù)可用于切割布料、紙張等非

金屬材料，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。激光切割技術(shù)在各個行業(yè)中

都有著廣泛的應(yīng)用，為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。

六、激光切割加工的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)

隨著科技的不斷進步，激光切割加工作為現(xiàn)代制造業(yè)的重要工藝

手段，呈現(xiàn)出日益明顯的發(fā)展趨勢，但同時也面臨著一些挑戰(zhàn)。

技術(shù)創(chuàng)新：激光切割加工技術(shù)正在持續(xù)創(chuàng)新，包括更高效的激光

器、更精確的切割頭以及智能化的切割系統(tǒng)。未來的激光切割設(shè)備將

更加強調(diào)自動化和智能化，能夠處理更加復(fù)雜的材料和設(shè)計。

高效高精度：隨著技術(shù)進步，激光切割加工正朝著更高效、更高

精度的方向發(fā)展。激光器功率的提升和光束質(zhì)量的優(yōu)化使得厚材料、

大工件的加工成為可能，同時保持極高的切割精度和速度。

綠色環(huán)保：激光切割作為一種非接觸加工方式，相比傳統(tǒng)加工方

式具有更低的能耗和更少的廢棄物產(chǎn)生，更加環(huán)保。隨著對綠色制造

的需求增加，激光切割加工將在這一領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

高成本：盡管激光切割技術(shù)具有許多優(yōu)勢，但其設(shè)備成本和維護

成本仍然較高，限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。如何降低制造成本將是

未來激光切割加工面臨的重要挑戰(zhàn)之一。

材料適應(yīng)性：雖然激光切割技術(shù)在許多材料上表現(xiàn)出色，但對于

某些特殊材料，如高反射性材料或高硬度材料，仍然存在挑戰(zhàn)。需要

繼續(xù)研究和開發(fā)適應(yīng)這些材料的激光切割技術(shù)。

技術(shù)人才短缺：隨著激光切割技術(shù)的快速發(fā)展，對專業(yè)人才的需

求也在增加。市場上缺乏經(jīng)驗豐富的激光切割技術(shù)人才，這可能會限

制該技術(shù)的進一步推廣和應(yīng)用。加強人才培養(yǎng)和技術(shù)培訓(xùn)是激光切割

加工未來發(fā)展的關(guān)鍵之一。

市場競爭：隨著激光切割技術(shù)的普及，市場競爭也在加劇。如何

在激烈的市場競爭中保持技術(shù)優(yōu)勢，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本，是激

光切割加工企業(yè)需要面對的挑戰(zhàn)。

激光切割加工在發(fā)展過程中既面臨挑戰(zhàn)也充滿機遇。通過技術(shù)創(chuàng)

新、人才培養(yǎng)和市場拓展，激光切割加工有望實現(xiàn)更高效、更精確、

更環(huán)保的發(fā)展，為現(xiàn)代制造業(yè)做出更大的貢獻。

1.技術(shù)發(fā)展趨勢及創(chuàng)新方向

在當(dāng)今工業(yè)加工領(lǐng)域，激光切割技術(shù)已成為一種重要的加工手段,

其發(fā)展趨勢與創(chuàng)新方向直接關(guān)系到制造業(yè)的未來發(fā)展。隨著科技的進

步，激光切割技術(shù)正朝著高精度、高效率、智能化和綠色環(huán)保的方向

發(fā)展。光纖激光切割技術(shù)以其高速度、高精度和良好的光束質(zhì)量等特

點占據(jù)了市場的主導(dǎo)地位。超快激光切割技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢，正在

特種材料加工領(lǐng)域展現(xiàn)巨大的潛力。隨著工業(yè)大數(shù)據(jù)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技

術(shù)的不斷發(fā)展，激光切割技術(shù)也正在向智能化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)加工過程的

自動化和智能化控制。綠色制造和可持續(xù)發(fā)展已成為全球制造業(yè)的重

要發(fā)展方向，對激光切割技術(shù)的綠色化程度要求也越來越高。未來激

光切割技術(shù)的發(fā)展趨勢，將在繼續(xù)提升核心技術(shù)性能的更加關(guān)注資源

的有效利用和環(huán)境影響最小化。在技術(shù)創(chuàng)新的道路上，我們應(yīng)積極擁

抱新的科技和工藝理念，持續(xù)推動激光切割技術(shù)的進步和創(chuàng)新，為制

造業(yè)的繁榮和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。在這個大背景下，許多重要的研

究和應(yīng)用創(chuàng)新方向正逐漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點。這些包括但不限于高

功率激光器技術(shù)的突破、先進工藝方法的研發(fā)以及智能激光切割系統(tǒng)

的建設(shè)等。未來的挑戰(zhàn)與機遇并存，我們將致力于在這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突

破和創(chuàng)新。我們深信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，激光切割技術(shù)將在未

來發(fā)揮更大的作用，展現(xiàn)更加廣闊的應(yīng)用前景。

2.行業(yè)內(nèi)面臨的主要挑戰(zhàn)

隨著激光切割技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，行業(yè)內(nèi)也面臨

著一些主要挑戰(zhàn)。技術(shù)更新迅速，要求企業(yè)和從業(yè)人員不斷學(xué)習(xí)和掌

握新的技術(shù)知識，以適應(yīng)市場需求的變化C市場競爭激烈，行業(yè)內(nèi)企

業(yè)需要不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，以保持競

爭優(yōu)勢。原材料成本、設(shè)備成本以及人工成本的不斷上漲也給行業(yè)帶

來了壓力。

激光切割技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對于高精度、高效率、高

可靠性的要求也越來越高。這也使得行業(yè)內(nèi)需要不斷提高技術(shù)水平和

創(chuàng)新能力，以滿足客戶的需求。行業(yè)內(nèi)還需要關(guān)注環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

問題，推動綠色制造和智能制造的發(fā)展，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和行業(yè)的

長遠發(fā)展。

激光切割加工行業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)，需要企業(yè)和從業(yè)人員不斷提

高自身素質(zhì)和技能水平，加強技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，以適應(yīng)市場的變化和

需求的變化。只有才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

3.未來市場預(yù)測與展望

隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，激光切割技術(shù)作為先進制造領(lǐng)域的重要

一環(huán)，其市場前景持續(xù)廣闊。預(yù)計未來幾年，激光切割加工市場將呈

現(xiàn)以下幾大趨勢：

隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新和成熟，激光切割設(shè)備的性能將進一步提升，

切割速度更快、精度更高、效率更高的設(shè)備將不斷涌現(xiàn)。這將推動激

光切割在各個領(lǐng)域的應(yīng)用范圍進一步擴大。

智能化和自動化將成為激光切割加工的重要發(fā)展方向。隨著工業(yè)

0和智能制造的推進，激光切割設(shè)備將更多地融入智能化生產(chǎn)線，實

現(xiàn)與其他設(shè)備的無縫對接和高度自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)

量。

綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展將是激光切割加工行業(yè)不可忽視的焦點。

隨著全球?qū)Νh(huán)保要求的日益嚴格，激光切割行業(yè)將更加注重綠色生產(chǎn),

開發(fā)低能耗、低排放的激光切割設(shè)備和技術(shù)，以滿足市場需求。

激光切割加工的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M一步拓展。從汽車、航空航天、電

子到醫(yī)療器械等行業(yè)，激光切割技術(shù)的應(yīng)用將越來越廣泛。特別是在

新能源汽車、5G通信等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展中，激光切割技術(shù)將發(fā)

揮重要作用。

未來激光切割加工市場充滿機遇與挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的不斷進步和

應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，激光切割技術(shù)將在制造業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用，

為各行各業(yè)的快速發(fā)展提供有力支持。

七、總結(jié)

本篇文章通過對激光切割加工基礎(chǔ)知識的全面介紹，使讀者對激

光切割技術(shù)有了更深入的了解。文章詳細闡述了激光切割的基本原理、

設(shè)備構(gòu)成、工藝參數(shù)、材料適應(yīng)性、優(yōu)勢特點以及應(yīng)用領(lǐng)域。也指出

了一些實際操作中可能遇到的問題和需要注意的事項。

激光切割技術(shù)以其高效、精準、靈活的特點，在現(xiàn)代制造業(yè)中發(fā)

揮著越來越重要的作用。無論是金屬還是非金屬材料的加工，激光切

割都能展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。要想充分發(fā)揮激光切割技術(shù)的潛力，還

需要對設(shè)備、工藝參數(shù)等進行合理的選擇和調(diào)整，并且需要掌握一定

的操作技巧和經(jīng)驗。

通過本文的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該能夠?qū)す馇懈罴庸び幸粋€全面的認

識，并且在實踐中能夠更好地應(yīng)用激光切割技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷進

步和發(fā)展，激光切割技術(shù)將會在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，并發(fā)揮出更大

的價值。

1.回顧本文的主要內(nèi)容

回顧本文的主要內(nèi)容，我們詳細介紹了激光切割加工的基礎(chǔ)知識。

我們概述了激光切割的基本原理，即通過高能激光束照射材料表面，

使其迅速熔化、汽化或達到材料的燃點，從而實現(xiàn)切割過程。文章討

論了激光切割的主要應(yīng)用領(lǐng)域，包括金屬加工、汽車制造、航空航天、

醫(yī)療器械等行業(yè)。

本文還介紹了激光切割加工的主要優(yōu)點，包括高精度切割、快速

切割速度、材料適用范圍廣等。我們也提到了一些激光切割加工的關(guān)

鍵參數(shù)，如激光功率、光束質(zhì)量、切割速度、氣體類型和壓力等，這

些參數(shù)對切割質(zhì)量和效率有著重要影響。我們還探討了激光切割加工

的發(fā)展趨勢，包括高功率激光器的應(yīng)用、自動化和智能化的發(fā)展等。

本文旨在為讀者提供激光切割加工的基礎(chǔ)知識，幫助讀者了解激

光切割的基本原理、應(yīng)用領(lǐng)域、優(yōu)點、關(guān)鍵參數(shù)以及發(fā)展趨勢。通過

閱讀本文，讀者可以更好地理解激光切割加工的過程和技術(shù)，為實際

應(yīng)用提供指導(dǎo)。

2.對激光切割加工技術(shù)的理解與認識

激光切割加工技術(shù)是一種先進的材料加工方法，在現(xiàn)代制造業(yè)中

得到了廣泛應(yīng)用。激光切割是利用高功率激光束照射在材料表面，使

材料迅速熔化、汽化或達到燃燒點，同時配合高精度的高速運動切割

頭，實現(xiàn)對材料的精確切割。這一技術(shù)以其高效、精確、靈活的特點,

逐漸在現(xiàn)代制造業(yè)中取代了傳統(tǒng)的機械切割方式。

激光切割加工技術(shù)的優(yōu)勢在于其精確度高、適應(yīng)性強和經(jīng)濟效益

顯著。激光束的高能量密度可以實現(xiàn)對細微特征的精確切割，同時適

用于多種材料的切割，包括金屬、非金屬以及復(fù)合材料等。激光切割

屬于非接觸性加工，不會對工件表面造成機械應(yīng)力，有助于保持工件

的完整性。

激光切割加工技術(shù)也存在一定的技術(shù)挑戰(zhàn)和應(yīng)用限制。對于高反

射性和高導(dǎo)熱性的材料，激光切割過程中可能會出現(xiàn)切割質(zhì)量不穩(wěn)定

的問題。激光切割設(shè)備的高昂成本以及專業(yè)化的操作需求，也在一定

程度上限制了其普及和應(yīng)用。

為了更好地掌握激光切割技術(shù)，我們需要深入理解其工作原理、

設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)以及應(yīng)用領(lǐng)域V還需要通過實踐不斷積累經(jīng)險，

提高操作水平，以實現(xiàn)激光切割技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用。通過不斷的研究和

探索，我們相信激光切割技術(shù)將在未來制造業(yè)中發(fā)揮更大的作用，為

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)帶來更高的效益和效率。

3.鼓勵讀者進一步學(xué)習(xí)與實踐激光切割技術(shù)

隨著科技的快速發(fā)展，激光切割技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)中不可

或缺的一部分。對于我們每一位對激光切割感興趣的讀者來說，掌握

激光切割加工的基礎(chǔ)知識只是起點。我鼓勵大家進一步深入學(xué)習(xí)和實

踐激光切割技術(shù)，將其應(yīng)用到日常生活和工作中。

對于想要深入學(xué)習(xí)激光切割技術(shù)的讀者，你們可以通過多種途徑

來擴充知識?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源豐富，你們可以通過在線課程、教育平臺、

專業(yè)論壇等途徑獲取更深入、更專業(yè)的知識。專業(yè)的書籍、期刊和雜

志也是你們學(xué)習(xí)的好幫手。

實踐是檢驗真理的唯一標準。理論知識的學(xué)習(xí)固然重要，但將理

論知識應(yīng)用到實際操作中更為重要。尋找機會參與到實際的激光切割

項目中去，無論是學(xué)校的實驗室、企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場，還是其他實踐平

臺，都能讓你有更深刻的理解和體驗。實踐過程中，你可能會遇到各

種各樣的問題和挑戰(zhàn)，這也是你學(xué)習(xí)和成長的機會。

與同行交流也是提升技術(shù)的重要方式。參加行業(yè)研討會、技術(shù)交

流會、工作坊等活動，與專業(yè)人士面對面交流，探討問題，不僅可以

拓寬你的視野，也可能帶來新的啟示和機遇。

我要強調(diào)的是，學(xué)習(xí)與實踐激光切割技術(shù)是一個持續(xù)的過程。隨

著技術(shù)的不斷進步和更新，我們需要持續(xù)學(xué)習(xí)，不斷提升自己的技能

和知識。只有我們才能在這個快速變化的時代中保持競爭力，為激光

切割技術(shù)的發(fā)展做出更大的貢獻。

八、附錄

1.相關(guān)術(shù)語解釋

激光切割：激光切割是利用高功率激光束照射在材料表面，使其

迅速熔化、汽化或達到核反應(yīng)狀態(tài)，同時借助高速氣流將熔化或燃燒

的材料吹走，從而達到切割的目的。

激光器：激光器是激光切割設(shè)備中的核心部件，它能產(chǎn)生高功率

密度的激光束。

激光束：激光束是由激光器發(fā)出的高能量、高密度的光線組成的

光束，是激光切割過程中的主要工作介質(zhì)。

聚焦透鏡：聚焦透鏡用于將激光束聚焦到最小光斑，以提高切割

精度和效率。

工作臺：工作臺是承載加工材料的平臺，可以移動或固定，根據(jù)

加工需求調(diào)整位置。

切割頭：切割頭是激光切割設(shè)備上的重要部件，包含激光束的傳

輸、聚焦以及輔助氣體噴嘴等，直接影響切割質(zhì)量和效率。

輔助氣體：輔助氣體如氧氣、氮氣等在激光切割過程中起到吹走

熔化材料、防止切口氧化等作用。

切割精度：指激光切割后工件的實際尺寸與理論尺寸的接近程度,

是衡量激光切割質(zhì)量的重要指標之一。

切割速度：指激光切割設(shè)備在單位時間內(nèi)完成的切割長度，直接

影響加工效率。

參考資料：

激光切割已經(jīng)運用到越來越多的行、必而激光切割加工也漸漸有

取代傳統(tǒng)刀具的趨勢：

激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減

少加工時間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。現(xiàn)代的激光成了人們所

幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。以金運激光C02激光切割機

為例，整個系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、排煙

和吹氣保護系統(tǒng)等組成，采用最先進的數(shù)控模式實現(xiàn)多軸聯(lián)動及激光

不受速度影響的等能量切割，同時支持DP、PLT、CNC等圖形格式并

強化界面圖形繪制處理能力；采用性能優(yōu)越的進口伺服電機和傳動導(dǎo)

向結(jié)構(gòu)實現(xiàn)在高速狀態(tài)下良好的運動精度。

激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實現(xiàn)的。在

計算機的控制下，通過脈沖使激光器放電，從而輸出受控的重復(fù)高頻

率的脈沖激光，形成一定頻率，一定脈寬的光束，該脈沖激光束經(jīng)過

光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一

個個細微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬間高溫

熔化或氣化被加工材料。每一個高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面

濺射出一個細小的孔，在計算機控制下，激光加工頭與被加工材料按

預(yù)先繪好的圖形進行連續(xù)相對運動打點，這樣就會把物體加工成想要

的形狀。切割時.，一股與光束同軸氣流由切割頭噴出，將熔化或氣化

的材料由切口的底部吹出（注：如果吹出的氣體和被切割材料產(chǎn)生熱

效反應(yīng),則此反應(yīng)將提供切割所需的附加能源；氣流還有冷卻已切割

面，減少熱影響區(qū)和保證聚焦鏡不受污染的作用）。與傳統(tǒng)的板材加

工方法相比，激光切割其具有高的切割質(zhì)量（切口寬度窄、熱影響區(qū)小、

切口光潔）、高的切割速度、高的柔性（可隨意切割任意形狀）、廣

泛的材料適應(yīng)性等優(yōu)點。

激光打標技術(shù)是激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。激光打標是利用

高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色

變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標記的一種打標方法。激光打標可

以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小可以從亳米到微米量級，

這對產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。聚焦后的極細的激光光束如同刀具，

可將物體表面材料逐點去除，其先進性在于標記過程為非接觸性加工,

不產(chǎn)生機械擠壓或機械應(yīng)力，因此不會損壞被加工物品；由于激光聚

焦后的尺寸很小，熱影響區(qū)域小，可以完成一些常規(guī)方法無法實現(xiàn)的

工藝。

激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光點，不需要額外增添其它

設(shè)備和材料，只要激光器能正常工作，就可以長時間連續(xù)加工。激光

加工速度快，成本低廉。激光加工由計算機自動控制，生產(chǎn)時不需人

為干預(yù)。

激光能標記何種信息，僅與計算機里設(shè)計的內(nèi)容相關(guān)，只要計算

機里設(shè)計出的圖稿打標系統(tǒng)能夠識別，那么打標機就可以將設(shè)計信息

精確的還原在合適的載體上。因此軟件的功能實際上很大程度上決定

了系統(tǒng)的功能。

激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一，焊接過程屬

熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴

散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使

工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨特的優(yōu)點，已成功地應(yīng)用于微、

小型零件焊接中。高功率C02及高功率YAG激光器的出現(xiàn)，開辟了激

光焊接的新領(lǐng)域.獲得了以小孔效應(yīng)為理論基礎(chǔ)的深熔接，在機械、

汽車、鋼鐵等工業(yè)部門獲得了日益廣泛的應(yīng)用。

與其它焊接技術(shù)比較，金運激光焊接的主要優(yōu)點是：激光焊接速

度快、深度大、變形小。能在室溫或特殊的條件下進行焊接，焊接設(shè)

備裝置簡單。激光通過電磁場，光束不會偏移；激光在空氣及某種氣

體環(huán)境中均能施焊，并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M行焊接。激

光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接時，深寬比可達5：1,

最高可達10：1?？珊附与y熔材料如鈦、石英等，并能對異性材料施

焊，效果良好。將銅和鋁兩種性質(zhì)截然不同的材料焊接在一起，合格

率幾乎達百分之百。也可進行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小

的光斑，且能精密定位，可應(yīng)用于大批量自動化生產(chǎn)的微、小型元件

的組焊中，集成電路引線、鐘表游絲、顯像管電子槍組裝等由于采用

了激光焊，不僅生產(chǎn)效率大、高，且熱影峋區(qū)小，焊點無污染，大大

提高了焊接的質(zhì)量。

可焊接難以接近的部位，施行非接觸遠距離焊接，具有很大的靈

活性。在YAG激光技術(shù)中采用光纖傳輸技術(shù)，使激光焊接技術(shù)獲得了

更為廣泛的推廣與應(yīng)用。激光束易實現(xiàn)光束按時間與空間分光，能

進行多光束同時加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。

它包括激光器（8）和其輸出光路上的氣體噴頭（2）,所說氣體

噴頭（2）的一端為窗口（10）、另一端為與激光器（8）光路同軸的

噴口（6）,氣體噴頭（2）的側(cè)面連接有氣管（11）,特別是所說氣

管（11）與空氣或氧氣源（1）相連接，所說空氣或氧氣源（1）的壓

力為0?1?0.3MPa,所說噴口（6）的內(nèi)壁為圓柱狀，其直徑為1.2?

3mm、長度為1?8mn］；所述的氧氣源（1）中的氧氣占其總體積的60%,

所述的激光器（8）和氣體噴頭（2）間的光路上置有反射鏡（9）。

它能提高雕刻的效率，使被雕刻處的表面光滑、圓潤，迅速地降低被

雕刻的非金屬材料的溫度，減少被雕刻物的形變和內(nèi)應(yīng)力；可廣泛地

用于對各種非金屬材料進行精細雕刻的領(lǐng)域。

點陣雕刻點陣雕刻酷似高清晰度的點陣打印。激光頭左右擺動,

每次雕刻出一條由一系列點組成的一條線，然后激光頭同時上下移動

雕刻出多條線，最后構(gòu)成整版的圖象或文字。掃描的圖形，文字及矢

量化圖文都可使用點陣雕刻。

矢量切割與點陣雕刻不同，矢量切割是在圖文的外輪廓線上進

行。我們通常使用此模式在木材、亞克粒、紙張等材料上進行穿透切

割，也可在多種材料表面進行打標操作。

雕刻速度：雕刻速度指的是激光頭移動的速度，通常用IPS（英

寸/秒）表示，高速度帶來高的生產(chǎn)效率。速度也用于控制切割的深

度，對于特定的激光強度，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻

機面板調(diào)節(jié)速度，也可利用計算機的打印驅(qū)動程序來調(diào)節(jié)。在1%到

100%的范圍內(nèi)，調(diào)整幅度是1雙悍馬機先進的運動控制系統(tǒng)可以使

您在高速雕刻時，仍然得到超精細的雕刻質(zhì)量

雕刻強度：雕刻強度指射到于材料表面激光的強度。對于特定

的雕刻速度，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻機面板調(diào)節(jié)強

度，也可利用計算機的打印驅(qū)動程序來調(diào)節(jié)。在1%到100%的范圍內(nèi)，

調(diào)整幅度是1%。相當(dāng)于速度也越大。切割的深度也越深

光斑大?。杭す馐獍叽笮】衫貌煌咕嗟耐哥R進行調(diào)節(jié)。小

光斑的透鏡用于高分辨率的雕刻。大光斑的透鏡用于較低分辨率的雕

刻，但對于矢量切割，它是最佳的選擇。新設(shè)備的標準配置是0英

寸的透鏡。其光斑大小處于中間，適用于各種場合。

可雕刻材料：木制品、有機玻璃、金屬板、玻璃、石材、水晶、

可麗耐、紙張、雙色板、氧化鋁、皮革、樹脂、噴塑金屬。

工業(yè)母機式機床設(shè)計，確保了激光切割過程的高速和穩(wěn)定，選配

不同功率的光纖激光器，能對各種金屬和材料進行切割打孔高速精密

加工，配合跟隨式動態(tài)調(diào)焦裝置，在切割過程中，始終能夠保持切割

品質(zhì)如一，不失為一款高性價比的大幅面激光切割機。

適用于各種金屬材料的高精度切割，如不銹鋼、碳鋼、模具鋼、

特種鋼、銅板、鋁板等等。

激光切割系統(tǒng)，一類是大中型制造企業(yè),這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品中

有大量板材需要下料、切料,并且具有較強的經(jīng)濟和技術(shù)實力.另一類

單位是加工站（國外稱JobShop），加工站是專門對外承接激光加工

業(yè)務(wù)的，自身無主導(dǎo)產(chǎn)品。它的存在一方面可滿足一些中小企業(yè)加工

的需要；一方面在初期對推廣應(yīng)用激光切割技術(shù)起到宣傳示范的作用。

第一類：從技術(shù)經(jīng)濟角度不宜制造模具的金屬鎖金件,特別是輪

廓形狀復(fù)雜,批量不大,一般厚度；12nmi的低碳鋼、；6nlm厚的不銹鋼，

以節(jié)省制造模具的成本與周期。已采用的典型產(chǎn)品有：自動電梯結(jié)構(gòu)

件、升降電梯面板、機床及糧食機械外罩、各種電氣柜、開關(guān)柜、紡

織機械零件、工程機械結(jié)構(gòu)件、大電機硅鋼片等。

第二類：裝飾、廣告、服務(wù)行業(yè)用的不銹鋼（一般厚度3n）m）或

非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標記、字體等。如藝術(shù)照相

冊的圖案,公司、單位、賓館、商場的標記,車站、碼頭、公共場所的

中英文字體。

第三類：要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應(yīng)用的典型零件是包

裝印刷行業(yè)用的模切版,它要求在20mm厚的木模板上切出縫寬為

7~8mm的槽,然后在槽中鑲嵌刀片。使用時裝在模切機上,切下各種已

印刷好圖形的包裝盒。為了擋住泥沙進入抽油泵,在壁厚為6~9nlm的

合金鋼管上切出3mm寬的均勻切縫,起割穿孔處小孔直徑不能3mm,切

割技術(shù)難度大，已有不少單位投入生產(chǎn)。

激光切割技術(shù)是一種先進的制造工藝，廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)。要

確保激光切割的精度和質(zhì)量，必須對切割過程進行嚴格的質(zhì)量控制。

本文將探討激光切割質(zhì)量控制的重要性及其關(guān)鍵要素。

激光切割是一種高精度的制造工藝，其質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的性

能和使用壽命。質(zhì)量控制是為了確保激光切割的精度和質(zhì)量符合預(yù)期

的標準和要求。通過質(zhì)量控制，可以減少廢品率、降低生產(chǎn)成本、提

高生產(chǎn)效率，同時也能提升產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力。

激光切割機的精度和狀態(tài)對切割質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。要定

期對切割機進行維護和保養(yǎng)，確保機器各項指標正常。要根據(jù)實際需

要調(diào)整機器的各項參數(shù)，如焦點位置、光束直徑等，以提高切割精度。

材料的質(zhì)量和性質(zhì)對激光切割效果也有重要影響。材料表面的平

整度、厚度、硬度等都會影響切割精度和質(zhì)量。在選擇材料時，要確

保材料質(zhì)量符合要求，同時在加工過程中也要注意材料的擺放和固定。

激光切割的工藝參數(shù)包括功率、速度、焦距等。這些參數(shù)的設(shè)置

直接影響到切割質(zhì)量和效果。要根據(jù)材料的性質(zhì)和厚度，合理選擇工

藝參數(shù)，以達到最佳的切割效果。

環(huán)境因素如溫度、濕度、灰塵等也會對激光切割質(zhì)量產(chǎn)生影響。

要保持生產(chǎn)環(huán)境的清潔和穩(wěn)定，避免灰塵和雜質(zhì)的干擾，以確保切割

質(zhì)量。

操作人員的素質(zhì)對激光切割質(zhì)量也有重要影響。操作人員必須經(jīng)

過專業(yè)培訓(xùn)，熟練掌握激光切割機的操作和維護技能，才能勝任此項

工作。操作人員也要有嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和高度的責(zé)任心，以確保切割

質(zhì)量的穩(wěn)定。

激光切割作為一種高精度的制造工藝，其質(zhì)量控制至關(guān)重要。通

過對設(shè)備、材料、工藝參數(shù)、環(huán)境因素等方面的全面控制，可以有效

地提高激光切割的質(zhì)量和精度。加強操作人員的培訓(xùn)和管理，建立完

善的質(zhì)量控制體系，也是實現(xiàn)高質(zhì)量激光切割的重要保障。只有才能

更好地滿足客戶需求，提升企業(yè)的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。

利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽

化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束對材料的移動，孔洞連續(xù)形成寬度

很窄的（如0.1mm左右）切縫，完成對材料的切割。

激光切割設(shè)備的價格相當(dāng)貴，約150萬元以上。隨著眼前儲罐行

業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)和企業(yè)運用到了儲罐，越來越多的企

業(yè)進入到了儲罐行業(yè)。由于降低了后續(xù)工藝處理的成本，所以在大生

產(chǎn)中采用這種設(shè)備還是可行的。

由于沒有刀具加工成本，所以激光切割設(shè)備也適用生產(chǎn)小批量的

原先不能加工的各種尺寸的部件。激光切割設(shè)備通常采用計算機化數(shù)

字控制技術(shù)（CNC）裝置。采用該裝置后，就可以利用電話線從計算

機輔助設(shè)計（CAD）工作站來接受切割數(shù)據(jù)。

激光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射

的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高

速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實現(xiàn)將二件割開。激光切割屬于熱切割方

法之一。

激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和

激光劃片與控制斷裂四類。

利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短

的時間內(nèi)達到材料的沸點，材料開始汽化，形成蒸氣。這些蒸氣的噴

出速度很大，在蒸氣噴出的在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很

大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料（如紙、布、木

材、塑料和橡皮等）的切割。

激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束

同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體（Ar、He、N等），依靠氣體的強大壓

力使液態(tài)金屬排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化，

所需能量只有汽化切割的l/10o

激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，

如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。

激光氧氣切割原理類似于氧乙快切割。它是用激光作為預(yù)熱熱源,

用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作

用，發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和

熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反

應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱，所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的

1/2,而切割速度遠遠大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割

主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。

激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描，

使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿

小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關(guān)激光器和C02激光器。

控制斷裂是利用激光刻槽時所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材

料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，使材料沿小槽斷開。

激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點是切割速度快、質(zhì)

量高。具體概括為如下幾個方面。

由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠

獲得較好的切割質(zhì)量。

①激光切割切口細窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零

件的尺寸精度可達土05mm。

②切割表面光潔美觀，表面粗糙度只有兒十微米，甚至激光切

割可以作為最后一道工序，無需機械加工，零部件可直接使用。

③材料經(jīng)過激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的

性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形

狀好，切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長方形。激光切割、氯乙快切

割和等離子切割方法的比較見表1,切割材料為2mm厚的低碳鋼板。

⑵切割效率高由于激光的傳輸特性，激光切割機上一般配有多

臺數(shù)控工作臺，整個切割過程可以全部實現(xiàn)數(shù)控。只需改變數(shù)控程序,

就可適用不同形狀零件的切割，既可進行二維切割，又可實現(xiàn)三維切

割。

用功率為1200#的激光切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達

600cm/min；切割5i皿】厚的聚丙烯樹脂板，切割速度可達1200cm/min。

材料在激光切割時不需要裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上、

下料的輔助時間。

激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形

狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數(shù)。激光

切割過程噪聲低，無污染。

與氧乙煥切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類多，包括

金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。

但是對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同,

表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。采用C02激光器，各種材料的激光切

割性能見表2。

（6）缺點激光切割由于受激光器功率和設(shè)備體積的限制，激光切

割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切

割速度明顯下降。

激光束聚焦成很小的光點，使焦點處達到很高的功率密度。這時

光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射、傳導(dǎo)或擴散的部分，材料很快

加熱至汽化程度，蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動，使

孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫。切邊受熱影響很小，基本沒有工件變

形。

切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割時利用

氧作為輔助汽體與熔融金屬產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)氧化材料r同時幫助吹

走割縫內(nèi)的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣，棉、紙等易燃

材料切割使用惰性汽體。進入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡，防

止煙塵進入透鏡座內(nèi)污染鏡片并導(dǎo)致鏡片過熱。

大多數(shù)有機與無機材料都可以用激光切割。在工業(yè)制造系統(tǒng)占有

份量很重的金屬加工業(yè)，許多金屬材料，不管它是什么樣的硬度，都

可以進行無變形切割。對高反射率材料，如金、銀、銅和鋁合金，它

們也是好的傳熱導(dǎo)體，因此激光切割很困難，甚至不能切割V激光切

割無毛刺、皺折、精度高，優(yōu)于等離子切割。對許多機電制造行業(yè)來

說，由于微機程序控制的現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)能方便切割不同形狀與尺

寸的工件，它往往比沖切、模壓工藝更被優(yōu)先選用；盡管它加工速度

還慢于模抻，但它沒有模具消耗，無須修埋模具，還節(jié)約更換模具時

間，從而節(jié)省了加工費用，降低了生產(chǎn)成本，所以從總體上考慮是更

合算的。

激光束聚焦后形成具有極強能量的很小作用點，把它應(yīng)用于切割

有許多特點。激光光能轉(zhuǎn)換成驚人的熱能保持在極小的區(qū)域內(nèi)，可提

供⑴狹的直邊割縫；⑵最小的鄰近切邊的熱影響區(qū)；⑶極小的局部變

形。激光束對工件不施加任何力，它是無接觸切割工具，這就意味著

⑴工件無機械變形；⑵無刀具磨損，也談不上刀具的轉(zhuǎn)換問題；⑶切

割材料無須考慮它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影

響，任何硬度的材料都可以切割。激光束可控性強，并有高的適應(yīng)性

和柔性，因而⑴與自動化設(shè)備相結(jié)合很方便，容易實現(xiàn)切割過程自動

化；⑵由于不存在對切割工件的限制，激光束具有無限的仿形切割能

力；⑶與計算機結(jié)合，可整張板排料，節(jié)省材料。

與其它常規(guī)加工方法相比，激光切割具有更大的適應(yīng)性。與其他

熱切割方法相比，同樣作為熱切割過程，別的方法不能象激光束那樣

作用于一個極小的區(qū)域，結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件

變形。激光能切割非金屬，而其它熱切割方法則不能。

大多數(shù)激光切割機都由數(shù)控程序進行控制操作或做成切割機器

人。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，

包括薄金屬板的二維切割或三維切割。

在汽車制造領(lǐng)域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術(shù)都已經(jīng)獲得

廣泛應(yīng)用。德國大眾汽車公司用功率為500北的激光器切割形狀復(fù)雜

的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領(lǐng)域，激光切割技術(shù)主要用于

特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、銀合金、鋁合金、不銹鋼、

氧化鍍、復(fù)合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航

天零部件有發(fā)動機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架、鈦合金蒙皮、

機翼長桁、尾翼壁板、直升機主旋翼、航天飛機陶瓷隔熱瓦等。

激光切割成形技術(shù)在非金屬材料領(lǐng)域也有著較為廣泛的應(yīng)用。不

僅可以切割硬度高、脆性大的材料r如氮化硅、陶瓷、石英等；還能

切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進行

服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%?12%,提高功效3倍以上。

該材料用氧氣切割時會得到較好的結(jié)果。當(dāng)用氧氣作為加工氣體

時，切割邊緣會輕微氧化。對于厚度達4mm的板材，可以用氮氣作為

加工氣體進行高壓切割。這種情況下，切割邊緣不會被氧化。厚度在

10mm以上的板材，對激光器使用特殊極板并且在加工中給工件表面

涂油可以得到較好的效果。

在可以接受切割端面氧化的情況下可使用氧氣；使用氮氣以得到

無氧化無毛刺的邊緣，就不需要再作處理了。在板材表面涂層油膜會

得到更好的穿孔效果，而不降低加工質(zhì)量。

盡管有高反射率和熱傳導(dǎo)性，厚度6mm以下的鋁材可以切割，這

取決于合金類型和激光器能力。當(dāng)用氧切割時，切割表面粗糙而堅硬。

切割表面平滑。純鋁因為其高純非常難切割，只有在系統(tǒng)上安裝有“反

射吸收”裝置的時侯才能切割鋁材。否則反射會毀壞光學(xué)組件。

兩種材料都具有高反射率和非常好的熱傳導(dǎo)性。厚度1mm以下的

黃銅可以用氮氣切割；厚度2mm以下的銅可以切割，加工氣體必須用

氧氣。只有在系統(tǒng)上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割銅和黃

銅。否則反射會毀壞光學(xué)組件。

切口寬度窄（一般為1一5nlm）、精度高（一般孔中心距誤差1一4mm,

輪廓尺寸誤差1—5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra為5—25um）,

切縫一般不需要再加工即可焊接。

例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳鋼切割速度為6m/min；2mm

厚的不銹鋼切割速度為5m/min,熱影響區(qū)小，變形極小。

大大改善了操作人員的工作環(huán)境。當(dāng)然就精度和切口表面粗糙度

而言，C02激光切割不可能超過電加工；就切割厚度而言難以達到火

焰和等離子切割的水平。但是就以上顯著的優(yōu)點足以證明：C02激光

切割己經(jīng)和正在取代一部分傳統(tǒng)的切割工藝方法，特別是各種非金屬

材料的切割。它是發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛的一?種先進加工方法。

九十年代以來，由于中國社會主義市場經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)間競爭

激烈，每個企業(yè)必須根據(jù)自身條件正確選擇某些先進制造技術(shù)以提高

產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此C02激光切割技術(shù)在中國獲得了較快的發(fā)

展。

普通光源是向四面八方發(fā)光。要讓發(fā)射的光朝一個方向傳播，需

要給光源裝上一定的聚光裝置，如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有

聚光作用的反光鏡，使輻射光匯集起來向一個方向射出。激光器發(fā)射

的激光，天生就是朝一個方向射出，光束的發(fā)散度極小，大約只有

001弧度，接近平行。1962年，人類第一次使用激光照射月球，地球

離月球的距離約38萬公里，但激光在月球表面的光斑不到兩公里。

若以聚光效果很好，看似平行的探照燈光柱射向月球，按照其光斑直

徑將覆蓋整個月球。

在激光發(fā)明前，人工光源中高壓脈沖包燈的亮度最高，與太陽的

亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過流燈的幾百億倍。

因為激光的亮度極高，所以能夠照亮遠距離的物體。紅寶石激光器發(fā)

射的光束在月球上產(chǎn)生的照度約為02勒克斯（光照度的單位），激

光光斑明顯可見。若用功率最強的探照燈照射月球，產(chǎn)生的照度只有

約一萬億分之一勒克斯，人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原

因是定向發(fā)光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內(nèi)射出，能量密

度自然極高。激光的亮度與陽光之間的比值是百力級的，而且它

是人類創(chuàng)造的。激光的顏色激光的顏色取決于激光的波長，而

波長取決于發(fā)出激光的活性物質(zhì)，即被刺激后能產(chǎn)生激光的那種材料。

刺激紅寶石就能產(chǎn)生深玫瑰色的激光束，它應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，比如用

于皮膚病的治療和外科手術(shù)。公認最貴重的氣體之一的氮氣能夠產(chǎn)生

藍綠色的激光