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                      重庆激光切割玻璃的一些原理介绍和讲解方式

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                      重庆激光切割玻璃的一些原理介绍和讲解方式

                      发布日期:2018-06-15 作者: 点击:

                      激光切割玻璃的方法从原理上可以分为两种:一种是熔融(蒸发)切割法,另一种是裂纹控制法。


                        (1)熔融切割法


                        利用玻璃处在软化的温度下具有较好的塑性和延展性,用聚焦的CO2激光或者紫外激光照射到软化的玻璃表面,激光具有的较高的能量密度会导致玻璃融化,然后用气流吹走熔融的玻璃,产生沟槽,从而实现玻璃的熔融切割。


                        (2)裂纹控制法


                        这是一种常用的激光切割方法。第一步,对玻璃表面进行激光加热,较高的能量会使该处的温度急剧升高,表面产生较大的压应力,但该压应力不会使玻璃产生破裂;第二步,对该区域进行急剧的冷却,一般采用冷却气体或者冷却液,急剧的降温会使玻璃表面产生较大的温度梯度和较大的拉应力,这个拉应力会使玻璃表面沿着预定划线的方向开始破裂,实现玻璃的切割。


                        3 用于切割玻璃的激光选择


                        现在切割玻璃加工工艺一般都是选用CO2激光器。选择适宜的激光器,考虑的因素包括波长、输出功率、光束模式、灵活性、费用、可靠性以及是否利于系统集成等。CO?激光器发射的激光波长为10.6μm,而玻璃能强烈地吸收波长10.6μm的激光,几乎所有的激光能量都被玻璃表面15μm吸收层所吸收,所以玻璃激光切割系统都配置CO2激光器。关于激光功率正如前述,不需要很高,平均功率为 100~500W(取决于玻璃的厚度)的CO2激光器都适用于玻璃切割应用。具体的器件可根据不同的情况,选择封离型玻璃管CO2激光器或CO2射频激光器。封离型玻璃管CO2激光器技术成熟,完全封离,不需要气体补充,不需要维修和定期维护,能满足玻璃切割的基本要求,且成本低,经济而实用;射频激光器的光束模式好,外型尺寸较小,集成简单,操作方便,激光器的输出灵活可控,输出的脉冲能量、脉宽以及重复频率等都可被实时控制,而不影响光束的聚焦,因而激光加工的参数可以根据不同种类、不同厚度的玻璃的特性进行实时优化。


                        4 CO2激光切割技术的特点


                        (1)切割质量好。 切口宽度窄(一般为0.1~0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1~0.4mm,轮廓尺寸误差0.1~0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5~25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。


                        (2)切割速度快。 例如采用2kW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。


                        (3)清洁、安全、无污染大大改善了操作人员的工作环境。 当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO?激光切割不可能超过电加工;就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明:CO?激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,应用日益广泛的一种先进加工方法。


                        5、激光切割玻璃的优越性


                        激光引致应力切割技术超越了传统的玻璃切割/分离技术,通过适当的加热和冷却工艺,激光束可在玻璃上精确加热一条直线或曲线,随后再喷射冷气或气液混合物加以冷却。这种热诱张力会产生精确的玻璃裂隙,从而实现高质量的切割边缘。这种切割方法的主要优势在于:精度高;不产生微裂纹、破碎或碎片问题;玻璃的边缘抗破裂性极高;玻璃边缘保持了光学性能;无需冲洗、打磨、抛光,从而降低了制造成本;不会造成材料损耗等。


                        激光切割玻璃具备加工速度快、精度高、参数设置简单等明显优势,成为大批量加工的选择。因为激光是非接触工具,没有磨损问题,从而可保证持续、均匀的切割厚度和边缘质量。权威测量显示,平均粗糙度(Ra)小于0.5μm。因为边缘质量优秀以及自然回火效应,激光切割的边缘强度非常高,与机械法加工后又打磨的样品相比,边缘强度提高30%左右。 激光切割避免了侧面裂缝,不仅边缘的抗冲击强度增强,整体组件强度通常能提高80%,从而显著改善部件抗损坏的能力。材料强度的提高减少了损坏与损失的可能性,也减少了由于潜在的产品瑕疵而过早的在现场出现故障的问题。这对产品设计而言是一大优势,设计者不仅可以使用更轻、更薄的材料,而且还不影响产品使用寿命。

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                      关键词:重庆激光切割

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