1 激光設(shè)備
   激光設(shè)備采用Trumpf公司激光沖裁復(fù)合加工中心。

2 激光束參數(shù)
    激光系統(tǒng)一般由激光器、激光傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、傳感與檢測(cè)系統(tǒng)組成，其核心為激光器。
    激光器為CO₂氣體脈沖式激光器。光束橫截面上光強(qiáng)分布接近高斯分布．具有極好的光束質(zhì)量，主要性能指標(biāo)如下：
    激光波長(zhǎng)：10.61xm
    脈沖功率：2.4kW;脈沖寬度；約l0ms
    功率密度：10⁷W/cm² ；激光發(fā)散角：1mrad
    激光功率穩(wěn)定度：2％
    激光束焦點(diǎn)直徑：Φ0.15-Φ0.30
    經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，激光沖裁復(fù)合加工中心CO₂激光切割加工δ0.5mm-δ6mm板材的工藝特點(diǎn)及相關(guān)參數(shù)是：

    （1）切口寬度窄（一般為0.15-0.30mm）、精度高（一般孔中心距誤差為0.01-0.05mm，輪廓尺寸誤差為0.05-0.2mm）、切口表面粗糙度好（一般Rz為1.6-6.41μm），切縫一般不需要再加工即可焊接。
    由圖2可以看出切縫粗糙度與料厚成正比。
 

    （2）采用2kW激光功率，6mm厚不銹鋼的切割速度為1.2m/min；δ2mm厚不銹鋼的切割速度為3.6m/min，熱影響區(qū)微小，變形極小。以上優(yōu)點(diǎn)足以證明：CO₂激光切割成為發(fā)展迅速的一種先進(jìn)加工方法。
    由圖3可以看出材料的最大切割速度與料厚成反比。

3 工藝過程及工藝參數(shù)

3.1 數(shù)控編制切割工藝
    用Trumpf公司激光沖裁復(fù)合加工中心附帶的TOPS300工藝編程軟件進(jìn)行數(shù)控編程，同時(shí)完成材料的下料尺寸計(jì)算、排樣、工藝參數(shù)設(shè)定。過程如下：
    （1）繪圖及圖形類型的轉(zhuǎn)換（要求零件外輪廓閉合）；
    （2）確定材料、尺寸和零件排樣；
    （3）使用激光切割：圓角工藝（獲得銳邊倒鈍）或回路工藝（獲得銳角）；自動(dòng)載入氣體類型、切割速度，并設(shè)置退料；
    （4）加工順序優(yōu)化，生成數(shù)控加工程序，傳輸程序；

3.2 切割穿孔技術(shù)

    對(duì)于δ0.5mm-δ6mm厚的板材．大多數(shù)熱切割技術(shù)都必須在板上穿一小孔。激光沖壓復(fù)合機(jī)上是用沖頭先沖出一孔。然后再用激光從小孑L處開始切割。對(duì)于沒有沖壓裝置的激光切割機(jī)一般用脈沖穿孔的基本方法——脈沖穿孔：金屬對(duì)10.6um激光束的起始吸收率只有0.5％～10％。當(dāng)功率密度超過10⁶W/cm²的聚焦激光束照射到金屬表面時(shí)。卻能在微秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)很快使表面開始熔化。常用空氣或氮?dú)庾鳛檩o助氣體，每個(gè)脈沖激光只產(chǎn)生小的微粒噴射。逐步深入，因此厚板穿孑L時(shí)間需要幾秒鐘。一旦穿孔完成，立即將輔助氣體換成氧氣進(jìn)行切割。（注：產(chǎn)生高峰值功率脈沖激光的元?dú)饧娮庸軌勖s20000小時(shí),價(jià)格昂貴,對(duì)δ≤3薄板最好采用預(yù)沖孔工藝，δ≥3的板料才采用脈沖穿孔工藝）。

3.3 噴嘴及氣流控制

    激光切割鋼材時(shí)，氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處。從而形成一個(gè)氣流束。對(duì)氣流的基本要求是進(jìn)入切口的氣流量要大，速度要高，以便足夠的氧化使切口材料充分進(jìn)行放熱反應(yīng)，同時(shí)又有足夠的動(dòng)量將熔融材料噴射吹出。目前激光切割用的噴嘴采用一錐形孔帶端部小圓孔的結(jié)構(gòu)．在使用時(shí)從噴嘴側(cè)面通入一定壓力。材質(zhì)為純銅，體積較小，是易損零件。
3.4 激光切割的主要工藝
    （1）升華切割
    在高功率密度激光束的加熱下。δ0.5mm～δ6mm板材的表面溫度會(huì)迅速升至沸點(diǎn)溫度。部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣流吹走。切割氣體一般用氮?dú)饣驓鍤狻?br />     （2）高壓氣聚焦熔化切割
    當(dāng)入射的激光束功率密度超過某一值后．光束照射點(diǎn)處材料內(nèi)部開始蒸發(fā)，形成孔洞。它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化物質(zhì)所包圍。然后．與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動(dòng)，小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。切割氣體一般用氮?dú)狻?/div>