关键词：非金属；薄膜材料；激光切割；工艺技术
目前为止，激光切割技术的核心技术被其他一些国家所掌握。欧洲和美洲的主要国家几乎完成了工程，汽车，航空航天，造船和电子产品等进行“激光加工”的时代，中国作为全球的制造中心，我国的激光设备需求每年超过其他国家的50％。在开发了多年的激光设备之后，逐渐形成了一些行业标准，但是目前为止，激光切割技术仍被其他国家掌握着核心技术，因此，摆脱外国技术的垄断和知识产权的控制是我国激光技术发展的主要问题。
1.激光切割技术
激光切割，激光技术通常以106 W /?为单位，以0.1mm为最小直径聚焦到一个功率和密度相对较小的光点，连续或重复的脉冲所能够提供的能量远大于材料的反射，驱动或散射部分。当高速气流同轴或向非轴熔化或蒸发时，立即将材料加热至熔化和蒸发温度，然后材料就会从底部飞出，随着材料的融化和移动，就会形成相当窄的槽孔，直径约为0.1-0.3mm，它有一个同轴喷口，不仅可以喷射物体，还可以发出辅助气体的流量。下面图1展示了激光切割技术的使用原理。激光切割：一个垂直或是平行于切割材料的激光技术对窄缝材料进行切割，由于热量的影响，它就会形成良好的槽孔使槽两侧和底部变形，使它具有良好的性能，良好的整体性质量，它具备高切削性能，具有低噪音的性能，大大减少了环境污染，更加环保和方便。
2.非金属薄膜材料应用于激光切割技术的构成
2.1切割头的主要组成部分
激光切割技术利用切割头来集中激光器发出的激光辐射，进一步研究的材料熔化，蒸发和燃点，如果材料在高速熔化的情况下，它将如图1所示飞溅。切割机最重要的组成部分那就是切割头，切割头对整个切割机的正常运行起着非常重要的作用，它的组成部分如图2所示，在光纤接口部分，导入切割头，一般是使用QBH接口，QD接口，QCS接口和RK-VI连接。
准直分量：光纤的发散光聚集到一个点，光纤激光的准直组件还包括准直中心和水冷却器，通过对发散出来的辐射聚焦到一定区域以改提高聚焦能量，以满足切割不同厚度和不同材料的能量需要。保护外壳主要包括隔离切割头，内部光束路径，它的功能是确保切割机的清洁和干净，并提高光纤激光技术水平。激光切割机的发展对于我国生产效率的提升具有重要意义，它变得越来越重要。近年来，自动切割机的使用正在不断增加，特别是使用最新研发出来的一款产品，它是一种平行透镜，具有更高的性能，因此，激光切割机在我国具有很大的发展前景。
2.2切割头的使用寿命
切割头主要由传感器和控制装置组成，确保切割头和切割材料之间保持一定的距离，确保最佳的切割质量。切割头将激光束施加到切割头的尖端以分散气体，一旦辅助气体通过切割喷口进去切割机内腔，就会形成高速空气流，然后流入熔融材料中，以达到切割目的。
3.激光切割的技术工艺的参数与规律
激光切割的主要技术参数是激光切割性能，槽宽，切割速度和能源消耗，其他因素还包括激光束的质量，镜头的焦距，喷口质量，这些都极大地影响了激光切割的质量和效率。
3.1激光功率
激光切割所需的力通常由材料特性和切割机所决定。例如：切割材料具有高反射率和良好的导热性。
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3.2切割速度
对于切割机的性能而言，如果材料越厚则切割速度较慢，切割速度会影响到材料表面的粗糙度，当材料形状为U形，材料厚度适合，切割气压不同时，切割速度才会达到最佳状态。因此，狭缝的表面粗糙度最大，切割速度越慢，所需的力就越大。
3.3气体的压力
激光切割技术具有以下效果，将熔融材料制成液态金属，促进氧气溶解和获得切割的空间，并根据注入气体的压力提供切割能量，气体与切割金属反应产生热量，在这个过程中，气压对切割质量有很大影响。当要切割的材料密度和厚度恒定时，气压处于最佳状态，并且这时，切割速度最快。随着激光功率的增加，气压的分解速率也会变快，提高切割质量。
3.4光束质量、透镜焦距和离焦量
当切割机的工作模式是默认水平时，激光功率对于激光切割非常有利，这时聚焦点较小，功率较大，密度较高。根据研究，切割宽度几乎与激光点的直径相同，点的大小与镜头的焦距成比例，在激光加工技术中通过以下方法确定焦距：如果光束横截面中心的密度是焦点的50％，则此时到焦点的距离是光束的深度，焦距越小，被切割的板厚度越小，并且切割材料与透镜之间的距离越小，可以使用长距离镜片来切割比较厚的材料，切割机的散焦程度对切割速度和切割深度有显着影响。通常，散焦程度应为负，并且焦点位置应位于切削刀片下方的特定位置。
4.非金属薄膜材料的激光切割
4.1非金属薄膜材料在室温下都对红外光有较高的反射率
激光器对二氧化碳的吸收系数为0.5％至10％，当它的功率密度大于106W / cm 2时，聚焦光束喷射到金属表面上，表面可在1秒内熔化。这时，熔融金属的气压吸收率立即增加，通常为约70％，因此，切割机可以通过氧熔焊功能来切割碳钢，并且可以将狭缝调节到合适的宽度范围，薄钢板的狭缝宽度约为0.1mm，激光切割技术是对不锈钢板进行加工的有效方法，它具有较强的耐腐蚀性。合金结构通常可以利用激光切割技术进行切割，但是铝合金不能用这种相同的方法，可以使用铝激光切割技术来处理，但是铝激光切割技术需要更高的功率密度，以克服10.3微米激光器的高反射率，由于其吸收率高，铝激光切割技术可以大大提高切割的速度和质量。
4.2非金属薄膜材料的激光切割技艺
波长为10.6微米的二氧化碳光束很容易就会被非金属材料吸收，低反射率和低蒸发温度允许非金属材料完全吸收光束，并在蒸发开始时和切割循环开始时形成槽孔，可以用激光技术切割塑料，橡胶，木材，皮革，纺织品和一些有机物质，在切割的时候对材料的厚度是具有一定要求的，板的厚度是75毫米，层压板的厚度是25毫米。一些不能通过传统方法切割的材料，如复合材料和硬质合金，可以用激光切割。但是，为了合理利用切割技术，选择最佳的切割方法，有必要进行切割实验。激光切割中切割头与材料之间的距离是直接影响切割质量的一个非常重要的因素，在切割过程中，必须避免切割头和??材料突出部分之间的碰撞，这会损坏切割头和切割材料，为了自动检测它们之间的距离，并相应地自动调整切割头与切割材料之间的距离，必须在切割头上安装一个特殊的传感器，确保切割头与切割材料的距离保持恒定，这样才能确保切割质量并提高切割的可靠性。
5.结语
切割机是工业社会发展必不可少的产物，它可以大大提升生产效率，并降低生产成本，大大节省了人力物力财力，可以为生产活动带来便利，因此，本文研究和分析了切割机在未来社会中的发展前景，并通过实验证明，提出了提高激光加工效率的措施，经过多次实验，使金属的加工效率得到提高，质量得到保证。
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论文作者:李旭云
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/29
标签：激光论文; 材料论文; 技术论文; 切割机论文; 质量论文; 光束论文; 薄膜论文; 《防护工程》2019年8期论文;