雷射切割包含昇華切割,熔合切割和火焰切割
一.雷射昇華切割 :
雷射昇華切割,在光束部分的材料被雷射光束的熱效應所昇華,
一般使用的切割氣體為惰性或反應較慢的氣體如 :氮氣,氦氣或氬氣。
在應用上,此種切割方式不僅可以應用在一些沒有顯著融化現象的材質如:
木材,紙類,陶瓷和塑膠。在非金屬的切割情形下,為防止過熱反應(燃燒),
工件必須是以噴射隔絕氣體保護。如果是金屬,雷射強度需夠強以避免因熱傳導而
損失能量,也才能使得在雷射光束與作用區域的熔化現象減至最低。
雷射昇華切割的特性有下列幾項:
1.因為幾乎不會產生任何化物質,所以切割邊緣光滑,而且不會向一般在熔合或
火焰切割會有的排迪般的切斷面。
2.在切割邊緣受熱影響區域的對工件的熱效應最小。
3.切邊邊緣不會氧化,所以工件在進行下一個處理過程(如:上油漆,焊接)之前
不需再次處理。
4.昇華切割需要高的雷射強度。
5.由於金屬的蒸發能量很高想對地切割速率比較低。
6.可切割之機吮材料最大後度少於1mm。
二.雷射熔合切割
在熔合切割,雷射光束造成光束範圍內的材料融化,然後再經由噴射氣體將這融化的材料吹走,
一般使用惰性氣體如 : 氮(N2)或氬(Ar)。
在應用上,此用此種方法來切割的典型材質包括玻璃和一些特定金屬。
雷射熔合切割的特性有下列幾項 :
1.由於在光束部分的材質不需要被昇華,所以與昇華切割相較可達到的切割速率較高。
2.與火焰切割相較其切割速率較低。
3.在切割邊緣的氧化情形有可能避免,例如,在切割金屬時使用適當的切割氣體。
使用切割氣體為壓力大於12Bar以上的氮氣時,此種熔合切割稱為高壓雷射切割。
這樣的高壓氣體能夠很快地降光束部分的熔渣黏在切割邊緣。也因為切割氣體為氮氣所以不會
有氧化情形影響切割邊緣。在應用上,高壓雷射切割特別推薦給不銹鋼得鋁合金的切割。
高壓切割的特性有下列幾項 :
1.切割邊緣不會氧化。
2.不銹鋼的切割邊緣沒有毛邊。
3.厚度3mm以上的鋁合金毛邊最小。
4.工件不需再經處理。
5.高的氣體消耗。
6.切割速率比在火焰切割低。
7.惰性氣體會阻礙刺穿(視材質而定 : 氧氣用來當作刺穿氣體較好)。
8.焦點隨工件厚度改變。
三.雷射火焰切割
如同熔合切割,在光束區域內的材料被加熱並且藉由噴射氣體將熔渣吹走,
但是這裡所適用的氣體通常為氧氣。在雷射光束與工件的相互作用區域,
熔化的部分蒸發的金屬與氧氣的發熱反應增加了四倍的能量。在應用上,
雷射火焰幾乎專門用來切割金屬。
雷射火焰切割的特性有下列幾項 :
1.較厚的工件以雷射火焰切割比以熔合切割或昇華切割來的適合。
2.以任一其他在這裡描述的切割方法可達到較高的切割速率(二倍或三倍於熔合於熔合切割)
3.由於使用氧氣作為切割氣體所以在切割邊緣會產生一層化物層。在不銹鋼,這個結果會侵蝕切割面。
而在鋼板進型圖層處理時,此一氧化物層一般會是一種障礙。
5拖曳線比熔合切割顯著。
6.假如需要再處理,可以化學方式(酸浸)或機械方式(研磨)進行。噴砂處理並不適合。
由於雷射火焰的多項優點,使他成為金屬加工最被廣泛使用的方法。
本資料引用於行政院勞工委員會職業訓練局
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