利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著(zhù)光束對材料的移動(dòng)，孔洞連續形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫，完成對材料的切割。

　　激光切割設備的價(jià)格相當貴，約150萬(wàn)元以上。隨著(zhù)眼前儲罐行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的行業(yè)和企業(yè)運用到了儲罐，越來(lái)越多的企業(yè)進(jìn)入到了儲罐行業(yè)。但是，由于降低了后續工藝處理的成本，所以在大生產(chǎn)中采用這種設備還是可行的。

　　由于沒(méi)有刀具加工成本，所以激光切割設備也適用生產(chǎn)小批量的原先不能加工的各種尺寸的部件。激光切割設備通常采用計算機化數字控制技術(shù)(CNC)裝置。采用該裝置后，就可以利用電話(huà)線(xiàn)從計算機輔助設計(CAD)工作站來(lái)接受切割數據。

　　原理

　　激光切割是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點(diǎn)，同時(shí)借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實(shí)現將工件割開(kāi)。激光切割屬于熱切割方法之一。

　　激光切割的原理見(jiàn)下圖。

　　分類(lèi)

　　激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類(lèi)。

　　1)激光汽化切割

　　利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時(shí)間內達到材料的沸點(diǎn)，材料開(kāi)始汽化，形成蒸氣。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時(shí)，在材料上形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時(shí)需要很大的功率和功率密度。

　　激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。

　　2)激光熔化切割

　　激光熔化切割時(shí)，用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過(guò)與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體(Ar、He、N等)，依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化，所需能量只有汽化切割的1/10。

　　激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。

　　3)激光氧氣切割

　　激光氧氣切割原理類(lèi)似于氧乙炔切割。它是用激光作為預熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用，發(fā)生氧化反應，放出大量的氧化熱;另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應區吹出，在金屬中形成切口。由于切割過(guò)程中的氧化反應產(chǎn)生了大量的熱，所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度遠遠大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。

　　4)激光劃片與控制斷裂

　　激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進(jìn)行掃描，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會(huì )沿小槽處裂開(kāi)。激光劃片用的激光器一般為Q開(kāi)關(guān)激光器和CO2激光器。

　　控制斷裂是利用激光刻槽時(shí)所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應力，使材料沿小槽斷開(kāi)。

　　特點(diǎn)

　　激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點(diǎn)是切割速度快、質(zhì)量高。具體概括為如下幾個(gè)方面。

　?、?切割質(zhì)量好

　　由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。

　?、?激光切割切口細窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達±0.05mm。

　?、?切割表面光潔美觀(guān)，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序，無(wú)需機械加工，零部件可直接使用。

　?、? 材料經(jīng)過(guò)激光切割后，熱影響區寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形狀好，切縫橫截面形狀呈現較為規則的長(cháng)方形。激光切割、氧乙炔切割和等離子切割方法的比較見(jiàn)表1，切割材料為6.2mm厚的低碳鋼板。

　?、? 切割效率高由于激光的傳輸特性，激光切割機上一般配有多臺數控工作臺，整個(gè)切割過(guò)程可以全部實(shí)現數控。操作時(shí)，只需改變數控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進(jìn)行二維切割，又可實(shí)現三維切割。

　?、?切割速度快

　　用功率為1200W的激光切割2mm厚的低碳鋼板，切割速度可達600cm/min;切割5mm厚的聚丙烯樹(shù)脂板，切割速度可達1200cm/min。材料在激光切割時(shí)不需要裝夾固定，既可節省工裝夾具，又節省了上、下料的輔助時(shí)間。

　?、?非接觸式切割

　　激光切割時(shí)割炬與工件無(wú)接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數。激光切割過(guò)程噪聲低，振動(dòng)小，無(wú)污染。

　?、?切割材料的種類(lèi)多

　　與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類(lèi)多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現出不同的激光切割適應性。采用CO2激光器，各種材料的激光切割性能見(jiàn)表2。

　?、?缺點(diǎn)激光切割由于受激光器功率和設備體積的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著(zhù)工件厚度的增加，切割速度明顯下降。

　　激光切割設備費用高，一次性投資大。