材料密度:密度越大,激光穿透材料的能力越低,切割效果越好。
材料硬度:硬度越大,切割难度越大,需要更高功率的激光器进行切割。
材料热导率:热导率高的材料,激光切割时热量更容易传输到周围的材料,切割效果更好。
材料的反射率和吸收率:反射率和吸收率越高,激光能量的损失越少,切割效果更好。
材料的稳定性:一些材料在高温、高能量下容易氧化、裂解等,影响切割效果和切割质量。
材料的成分和结构:对纯金属等材料的切割效果要比对复合材料或者有机材料复杂得多。
材料表面质量:表面平整度、强度、锈蚀程度、反光等会影响激光切割效果,一些特殊的表面处理技术,如喷涂、电镀、表面氧化等也会影响激光切割。
不同类型的材料在激光切割过程中的表现差异很大。
金属材料:碳钢用氧气切割时会得到较好的结果,当用氧气作为加工气体时,切割边缘会轻微氧化;对于厚度达4mm的板材,可以用氮气作为加工气体进行高压切割,这种情况下,切割边缘不会被氧化;厚度在10mm以上的板材,对激光器使用特殊极板并且在加工中给工件表面涂油。不锈钢切割需要考虑其高反射率和导热性,可能需要更高的激光功率和合适的辅助气体。
非金属材料:切割低起始蒸发能的材料(如塑料、有机玻璃等)相对容易,切割速度也可以较快;而像陶瓷等硬度高、脆性大的非金属材料,切割难度较大,需要特殊的工艺和参数来避免裂纹和崩边等问题。
材料的厚度对激光切割有显著影响。较薄的材料切割速度快、质量好,所需的激光功率相对较低;而较厚的材料需要更高的激光功率和更长的切割时间,同时切割精度和质量也更难控制。例如,采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min,2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min。对于厚板切割,可能需要采用分层切割策略,通过多次往返切割逐步加深切口,减少单次切割的热影响区,使切口表面更平整。
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