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
由于它的切割能量密度高，可實現精(jing)度切割，切割后零件的變(bian)形小、不需要機械(xie)加工就可直接(jie)使用。
2. 切割面質量好
切割(ge)精度(du)可(ke)小到0.1～0.2mm，切割(ge)表(biao)面粗(cu)糙度(du)可(ke)達(da)到Ra十(shi)幾微米(mi)，切口很(hen)窄，特別是切割(ge)熱影(ying)響區寬度(du)僅為0.01～0.1mm，不會影(ying)響材(cai)料的(de)性能。
3. 切割速度快
當采用(yong)輸出(chu)功率2kW激光(guang)器切(qie)割(ge)10mm以(yi)下的鋼板時，其切(qie)割(ge)速度能達到等(deng)離子弧切(qie)割(ge)的水(shui)平。
4. 切割各種材料
它不僅(jin)能切割鋼(gang)板和(he)(he)非(fei)鐵材料，而且同(tong)樣可以切割塑料、皮(pi)革和(he)(he)纖(xian)維布等(deng)非(fei)金屬(shu)材料。
5. 良(liang)好的切割(ge)環境
切割時沒有強烈輻射(she)、噪聲和環境污(wu)染(ran)，為操作(zuo)者身體(ti)健康創造了較好(hao)的(de)工作(zuo)環境。
激(ji)光切割同(tong)氧丙烷或(huo)火焰切割及(ji)等(deng)離子(zi)弧切割在性能上比較見表(biao)6-20。
二(er)、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)隨材質不同而異，對(dui)于切(qie)割(ge)可燃材料和(he)要求避免(mian)氧(yang)化(hua)的(de)金屬(shu)，使用惰性或中性氣體；對(dui)于一(yi)般(ban)金屬(shu)材料的(de)切(qie)割(ge)，則可采用氧(yang)氣。常用激(ji)光氧(yang)氣切(qie)割(ge)碳(tan)鋼、不銹鋼、鈦及(ji)鈦合(he)金、鋁及(ji)鋁合(he)金等金屬(shu)材料。
激(ji)光(guang)(guang)氧氣(qi)(qi)切(qie)割(ge)(ge)(ge)類似于氧燃(ran)氣(qi)(qi)火焰(yan)切(qie)割(ge)(ge)(ge)，用(yong)激(ji)光(guang)(guang)能量(liang)對被切(qie)割(ge)(ge)(ge)材料進行(xing)加熱(re)達到燃(ran)點，并在氧氣(qi)(qi)流中燃(ran)燒，所產生的(de)(de)熔渣(zha)又(you)被氧氣(qi)(qi)流從切(qie)口(kou)中排除(chu)。上述氧化反應的(de)(de)附加熱(re)又(you)使切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度和切(qie)割(ge)(ge)(ge)質量(liang)得到明顯(xian)提(ti)高，對完(wan)全可氧化金屬，其切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度比氧燃(ran)氣(qi)(qi)火焰(yan)切(qie)割(ge)(ge)(ge)速度能提(ti)高約10倍。常(chang)用(yong)的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)氧切(qie)割(ge)(ge)(ge)的(de)(de)割(ge)(ge)(ge)槍(qiang)示意圖如圖6-16所示。
由(you)于激(ji)光切(qie)割工藝具有切(qie)口(kou)精度(du)高、質量高和切(qie)割速度(du)快等優勢，激(ji)光切(qie)割機(ji)在(zai)國內(nei)外都有應用，而手工和普通(tong)機(ji)械激(ji)光切(qie)割機(ji)尚未進入工業(ye)性實用階段，現在(zai)全(quan)部采(cai)用
數(shu)控系統(tong)(tong)控制的(de)。數(shu)控激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)切(qie)(qie)(qie)割機(ji)(ji)的(de)主要構件有：門式機(ji)(ji)架、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)、導光(guang)(guang)(guang)(guang)系統(tong)(tong)、激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)切(qie)(qie)(qie)割頭、CNC控制及驅動系統(tong)(tong)、供氣系統(tong)(tong)、排煙除(chu)塵系統(tong)(tong)等。國(guo)內外著(zhu)名焊(han)割設備(bei)制造廠(chang)家均能生產(chan)出高(gao)質量的(de)數(shu)控激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)切(qie)(qie)(qie)割設備(bei)，切(qie)(qie)(qie)割不銹鋼(gang)最大厚度(du)可達16mm。
三(san)、激光器(qi)切(qie)割的發展
目前釔鋁(lv)石(shi)榴(liu)石(shi)固體(ti)激光(guang)(guang)器(qi)功(gong)率(lv)一(yi)般(ban)(ban)為幾百(bai)瓦(wa)（主要用于焊接），只(zhi)能切割厚(hou)(hou)度1～2mm以下的(de)(de)薄件金(jin)屬(shu)。最近美國研制(zhi)出一(yi)種新型(xing)的(de)(de)釔鋁(lv)石(shi)榴(liu)石(shi)固體(ti)激光(guang)(guang)器(qi)，其(qi)激光(guang)(guang)束在工件上能產生出比一(yi)般(ban)(ban)結構(gou)激光(guang)(guang)器(qi)高40倍的(de)(de)能量(liang)密度，使切割能力大為提(ti)高，能割穿厚(hou)(hou)達38mm的(de)(de)超(chao)耐熱(re)合金(jin)材(cai)料或在厚(hou)(hou)為25.4mm的(de)(de)金(jin)屬(shu)件上打孔(kong)（打穿孔(kong)時(shi)間只(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。
激光切割廣泛用于不(bu)銹鋼、鈦及鈦合(he)(he)金(jin)、鋁(lv)及鋁(lv)合(he)(he)金(jin)和超耐熱合(he)(he)金(jin)的切割。在核工業、航空航天工業應用較多(duo)，最近在汽車(che)的外(wai)殼板切割中也(ye)已開始(shi)使用激光切割技術，由機器(qi)人操(cao)作。
