激光切割是一種新型的熱切割方法，為熱切割不(bu)銹鋼(gang)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、激(ji)光切割的特點
1. 切割時熱變形小
由于它的切割(ge)能量密度(du)高，可實現精度(du)切割(ge)，切割(ge)后零件的變形(xing)小、不需要機械(xie)加(jia)工就可直接使(shi)用。
2. 切割面質量好(hao)
切(qie)(qie)割(ge)精度可小到0.1～0.2mm，切(qie)(qie)割(ge)表面粗糙度可達(da)到Ra十幾微米，切(qie)(qie)口(kou)很(hen)窄(zhai)，特別(bie)是切(qie)(qie)割(ge)熱影響區(qu)寬度僅為(wei)0.01～0.1mm，不會影響材料的性能(neng)。
3. 切割速度快
當采用輸出功(gong)率2kW激光器切割10mm以下(xia)的(de)(de)鋼板時，其切割速(su)度能達到等離子(zi)弧切割的(de)(de)水平。
4. 切割各種材料
它不僅能切割(ge)鋼板和非(fei)鐵材料(liao)，而且同樣可(ke)以(yi)切割(ge)塑料(liao)、皮革和纖維(wei)布等非(fei)金屬材料(liao)。
5. 良好的切(qie)割環(huan)境(jing)
切割(ge)時(shi)沒有強(qiang)烈輻射、噪聲和環境(jing)污(wu)染，為操作(zuo)者身體(ti)健康(kang)創造(zao)了較好的工(gong)作(zuo)環境(jing)。
激(ji)光切割同(tong)氧丙烷或(huo)火(huo)焰切割及(ji)等離(li)子(zi)弧(hu)切割在(zai)性能上比較見表(biao)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(qi)體(ti)的種(zhong)類(lei)隨材(cai)質不同(tong)而異(yi)，對于切割可(ke)燃材(cai)料(liao)和要求(qiu)避免氧(yang)化的金(jin)屬(shu)，使用惰性或中性氣(qi)體(ti)；對于一般金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的切割，則(ze)可(ke)采用氧(yang)氣(qi)。常用激光氧(yang)氣(qi)切割碳鋼、不銹鋼、鈦及(ji)鈦合金(jin)、鋁及(ji)鋁合金(jin)等金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)。
激(ji)光(guang)(guang)氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)(qi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)類(lei)似于氧(yang)(yang)(yang)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)火(huo)焰切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)，用激(ji)光(guang)(guang)能量對(dui)(dui)被切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)材料進行加(jia)熱(re)達(da)到燃(ran)(ran)點，并在氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)(qi)流中燃(ran)(ran)燒，所(suo)產(chan)生的(de)熔(rong)渣又被氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)(qi)流從切(qie)(qie)口中排除。上述(shu)氧(yang)(yang)(yang)化反應(ying)的(de)附加(jia)熱(re)又使切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)速(su)(su)度(du)和(he)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)質量得(de)到明顯提高，對(dui)(dui)完全可(ke)氧(yang)(yang)(yang)化金(jin)屬，其切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)速(su)(su)度(du)比氧(yang)(yang)(yang)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)火(huo)焰切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)速(su)(su)度(du)能提高約10倍。常用的(de)激(ji)光(guang)(guang)氧(yang)(yang)(yang)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)割(ge)(ge)(ge)(ge)槍示意(yi)圖(tu)(tu)如圖(tu)(tu)6-16所(suo)示。
由于激(ji)(ji)光(guang)(guang)切(qie)(qie)割(ge)工藝(yi)具有切(qie)(qie)口精(jing)度(du)高、質量(liang)高和(he)切(qie)(qie)割(ge)速度(du)快等(deng)優勢，激(ji)(ji)光(guang)(guang)切(qie)(qie)割(ge)機(ji)(ji)在國內外都有應用，而手工和(he)普通(tong)機(ji)(ji)械激(ji)(ji)光(guang)(guang)切(qie)(qie)割(ge)機(ji)(ji)尚(shang)未進入工業(ye)性實用階(jie)段(duan)，現在全(quan)部采(cai)用
數(shu)(shu)控(kong)系(xi)統控(kong)制(zhi)的。數(shu)(shu)控(kong)激(ji)(ji)光(guang)切割(ge)機的主要(yao)構件有：門式機架、激(ji)(ji)光(guang)器、導(dao)光(guang)系(xi)統、激(ji)(ji)光(guang)切割(ge)頭、CNC控(kong)制(zhi)及驅動系(xi)統、供氣系(xi)統、排煙除塵(chen)系(xi)統等。國內外(wai)著名(ming)焊(han)割(ge)設備制(zhi)造廠家(jia)均能生產出高(gao)質量的數(shu)(shu)控(kong)激(ji)(ji)光(guang)切割(ge)設備，切割(ge)不銹鋼最大厚(hou)度(du)可達16mm。
三、激光(guang)器切割的發展
目前(qian)釔(yi)鋁石榴(liu)石固體激(ji)光器功率一般(ban)為(wei)幾百瓦（主要用于焊接），只能(neng)(neng)切割厚(hou)(hou)度1～2mm以下的薄件(jian)金屬(shu)。最近(jin)美國研(yan)制(zhi)出(chu)一種新(xin)型的釔(yi)鋁石榴(liu)石固體激(ji)光器，其(qi)激(ji)光束(shu)在工件(jian)上能(neng)(neng)產生(sheng)出(chu)比一般(ban)結(jie)構激(ji)光器高(gao)40倍的能(neng)(neng)量密度，使切割能(neng)(neng)力(li)大為(wei)提高(gao)，能(neng)(neng)割穿(chuan)(chuan)厚(hou)(hou)達38mm的超耐熱合金材料或在厚(hou)(hou)為(wei)25.4mm的金屬(shu)件(jian)上打(da)孔（打(da)穿(chuan)(chuan)孔時間只需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(ji)光(guang)切割廣泛用于不銹鋼、鈦及(ji)鈦合(he)金、鋁及(ji)鋁合(he)金和(he)超耐熱合(he)金的(de)切割。在核工業、航(hang)空航(hang)天工業應用較(jiao)多，最(zui)近(jin)在汽(qi)車的(de)外殼板(ban)切割中(zhong)也已開始(shi)使用激(ji)光(guang)切割技術，由機器人操作。
