專利名稱：材料切割法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料切割法，特別涉及用低功率激光切割器切割厚的型鋼的一種方法。
大家都知道，激光切割過程是將功率相當(dāng)高的激光束聚焦到待切割材料表面上的過程。激光的能量維持材料使之處在其熔點下，以高速的噴射氣流吹除熔掉的材料，從而割開一個切口。這種周知的方法在切口的整個深度都運用激光能，因而要切割出合格的切口就需要有高功率優(yōu)質(zhì)的激光束。
本發(fā)明的目的是提高低功率激光器切割特別是厚型鋼的效率，即通過將激光束散開以提高待切割材料的溫度，同時利用高壓氧或富氧噴射氣流在切割面上獲取邊緣干凈整齊的切口和優(yōu)質(zhì)的表面光潔度。
本發(fā)明的材料切割法包括下列步驟用散焦、發(fā)散的激光束將材料的表面部位加熱到其燃點與熔點之間的溫度，并用加壓的氧或富氧噴射氣流噴射該部位。
激光器的輸出功率最好在500瓦與2000瓦之間，富氧氣流的壓力最好在7巴與8巴之間。在一最佳實施例中，激光束所加熱的部位大于噴射氣流所噴射的部位。
現(xiàn)在參看


本發(fā)明的一個實施例。附圖中圖1是激光切割噴嘴和待切割工件的透視圖；圖2是圖1激光切割噴嘴的剖面圖；圖3是采用800瓦激光器時切割速度與材料厚度的關(guān)系曲線圖。
如圖1和圖2中所示，本發(fā)明方法用以切割厚約45毫米左右的型鋼的切割噴嘴1有一個透鏡座2，里面裝有一個透鏡4，供聚焦800瓦激光器(圖中未示出)發(fā)射出的光束之用。噴嘴6固定懸垂在透鏡座2的下端(如圖所示)。噴嘴6相對于透鏡4的配置以及其幾何條件設(shè)計成使激光束通過透鏡4后會在噴嘴出口之前聚焦，從而在離開噴嘴6時散開。
透鏡座2有一個孔口8，供加壓的氧氣或富氧氣流通過，氣流則經(jīng)噴嘴出口以射流形式離開噴嘴。
使用時，將待切割的工件10，例如厚型鋼，放在噴嘴6底下，且距離噴嘴6一段距離，使得離開噴嘴出口的散焦、發(fā)散的激光束噴射到工件的表面部位，使該部位的溫度提高到鋼的燃點與熔點之間的溫度。同時，令壓力在7巴與8巴之間的氧氣或富氧氣流通過孔口8和噴嘴出口，使其與鋼反應(yīng)并吹除熔化的鋼料，從而形成切口。
圖3示出了用800瓦激光器切割43A軟鋼時用上述方法的典型切割特性曲線。
由該圖線可看出用800瓦激光器時的切割性能，但可想見，也可使用低至500瓦輸出功率的激光器。
用上述方法切割厚型鋼的特殊優(yōu)點為a)可以采用低功率的激光器；b)工件無須預(yù)熱；c)激光器易于控制，故不會產(chǎn)生象火焰切割時那樣的切口上邊緣熔化的現(xiàn)象；d)這種方法非常適合不定向切割。
不言而喻，采用2至5千瓦級的高功率激光器，可用上述方法切割更厚的工件。
權(quán)利要求
1.一種材料切割法，其特征在于包括下列步驟用散焦、發(fā)散的激光束將材料的表面部位加熱到其燃點與熔點之間的溫度，并用加壓的氧或富氧的噴射氣流噴射所述部位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，激光器的輸出功率至少為500瓦。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，待切割的材料為厚的型鋼。
4.如1至3任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述氧或富氧氣流的壓力在7巴與8巴之間。
5.如1至4任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述被激光器所加熱的部位大于噴射氣流所噴射的部位。
6.基本上如上所述的材料切割法。
全文摘要
一種材料切割法，用散焦發(fā)散的激光束將工件材料的表面待切割部位加熱到其燃點與熔點之間的溫度，并以加壓的氧或富氧噴射氣流噴射該部位，從而獲得邊緣干凈整齊的切口和優(yōu)良的表面光潔度。
文檔編號B23K26/00GK1121453SQ9510419
公開日1996年5月1日 申請日期1995年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月26日
發(fā)明者W·奧尼爾 申請人:英國氧氣集團(tuán)有限公司