金屬材料的激光切割  

幾乎所有金屬材料對(duì)紅外波能量有很高的反射率﹐但反射處于遠(yuǎn)紅外波段10.6um光束的CO2激光器還是成功應(yīng)用于許多金屬的激光切割﹐金屬對(duì)10.6um激光束的起始吸收率僅有0.5%-10%﹐但具有功率密度超過(guò)10^6W/cm^2的聚焦激光照射在金屬表面時(shí)卻能在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)很快使表面開(kāi)始溶化﹐處于熔化狀態(tài)的大多數(shù)金屬的吸收急劇上升﹐一般可提高到60%-80%.  

1碳鋼  

現(xiàn)代激光切割系統(tǒng)可以切割碳鋼板的最大厚度已可接近20mm﹐利用氣化熔化切割機(jī)制切割碳鋼的切割可控制在滿意的寬度范圍.對(duì)于低碳鋼切割熱影響區(qū)不可予考慮﹐且切縫平整.光滑.垂直度好﹐磷.硫偏析區(qū)容易產(chǎn)生切邊熔蝕.高碳鋼切邊質(zhì)量略有改善﹐但其熱影響區(qū)也稍擴(kuò)大.  

2不銹鋼  

不銹鋼激光切割過(guò)程中氣化放熱反應(yīng)沒(méi)有碳鋼那樣強(qiáng)烈﹐因此與同樣厚度的普通鋼比﹐其切割速度稍慢﹐利用惰性氣體切割不銹鋼﹐可獲得無(wú)氣化切邊﹐可直接用來(lái)焊接﹐但切割速度與氧氣作輔助氣體要損失50%左右.  

3合金鋼  

在激光功率在可能的范圍內(nèi)﹐只要工藝參數(shù)控制得當(dāng)﹐獲得平直無(wú)粘渣的切縫并不十分困難﹐但對(duì)含鎢的高速工具鋼和熱模鋼﹐激光切割時(shí)會(huì)有熔燭粘渣現(xiàn)象發(fā)生.  

4鋁及合金  

鋁切割屬于熔化切割機(jī)制﹐所用輔助氣體主要用以從切割區(qū)吹走熔化產(chǎn)物﹐通常獲得較好的切面質(zhì)量﹐有時(shí)熔渣也會(huì)沿著切邊粘附在切縫背面﹐對(duì)某此鋁合金來(lái)說(shuō)﹐注意預(yù)防表面微裂縫的產(chǎn)生﹐鋁激光切割需要很高的功率密度﹐它對(duì)10.6um波長(zhǎng)光束有高反射率的阻礙形成.  

5銅及合金  

純銅（紫銅）由于太高的反射率﹐基本上不能用CO2激光束切割﹐切割黃銅（銅合金）需要較高的激切功率﹐輔助氣體用空氣或氮?dú)猢o可以對(duì)較薄的板材進(jìn)行切割﹐切縫背面有時(shí)會(huì)粘附少許粘渣.由于此種材料對(duì)10.6um的紅外光束有很高的反射率﹐對(duì)光學(xué)器件損傷較大﹐不建議用激光切割.  

6鈦及合金  

純鈦能很好偶合聚焦激光束轉(zhuǎn)化為熱能﹐輔助氣體采用氧氣時(shí)化學(xué)反應(yīng)激烈﹐切割速度快﹐但易在切割邊生成氧化屑﹐不小必還會(huì)引起過(guò)燒﹐為穩(wěn)妥起見(jiàn)﹐采用空氣作為輔助氣體為好.  

7鎳合金  

鎳合金也稱超合金﹐品種很多﹐其中大多數(shù)可實(shí)現(xiàn)氧化熔化切割.  

非金屬材料的激光切割  

10.6um波長(zhǎng)的CO2激光束很容易被非金屬材料所吸收﹐導(dǎo)熱性不好和低的蒸發(fā)溫度又使吸收的光束能幾乎整個(gè)傳輸入材料內(nèi)部﹐并在光斑照射處瞬間氣化形成起始孔洞﹐進(jìn)入切割過(guò)程的良性循環(huán).  

2.1有機(jī)材料  

2.1.1朔料（聚合物）  

激光切割對(duì)塑料加工有較大的吸收力﹐因?yàn)榧す饪梢詫?duì)任何復(fù)雜形狀工件進(jìn)行無(wú)接觸的高速切割﹐激光作為一種高功率密度強(qiáng)熱源﹐很快蒸發(fā)膠合劑﹐破壞材料的聚合鏈﹐實(shí)施切割.  

低溶塑料﹔在正確控制工藝下﹐可獲無(wú)毛刺.氣泡的底部切割邊切縫光光滑平整.  

高強(qiáng)塑料﹔為了破壞其強(qiáng)的連接鏈﹐需要較強(qiáng)的光束功率密度﹐切割時(shí)由此產(chǎn)生燃燒﹐切邊形成不同程度的碳化.  

聚氯乙烯或聚乙稀﹔注意防止切割過(guò)程中產(chǎn)生有害氣體﹐防止機(jī)器生銹﹐切割斷面呈茶色﹐會(huì)有纖維絲產(chǎn)生.  

2.1.2橡膠  

切割時(shí)材料無(wú)接觸﹐切割時(shí)無(wú)需擔(dān)心工作的延伸和變形﹐防止切邊發(fā)粘.  

2.1.3木材  

激光能有效切割木材.層壓板.木屑板.無(wú)鋸屑﹐輔助氣體必須使用惰性的氮?dú)猢o防止材料的燃燒.  

2無(wú)機(jī)材料  

1.2.        1石英  

熱膨脹系數(shù)較低的石英材料比較適宜激光切割﹐切邊質(zhì)量好﹐切面光滑.  

2.2.2玻璃  

對(duì)大多數(shù)玻璃來(lái)說(shuō)﹐受激光熱沖擊后產(chǎn)生的裂紋.  

2.2.3陶瓷  

陶瓷激光切割機(jī)制是可控向斷裂﹐聚焦光點(diǎn)﹐引超定向加熱梯度和高的機(jī)械應(yīng)用力﹐使陶瓷這類幾乎沒(méi)有塑料的材料生成小裂縫﹐裂縫延著光點(diǎn)移動(dòng)不斷生成﹐最后把陶瓷切斷﹐采用CO2激光束切勿使用高功率﹐否則將會(huì)出現(xiàn)龜裂導(dǎo)致切割失敗.  

2.2.4石頭  

不同類型的引石材料中含有水份﹐濕氣由于激光束瞬間快速加熱引起爆炸導(dǎo)致開(kāi)裂.