专利名称：材料切割法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种材料切割法，特别涉及用低功率激光切割器切割厚的型钢的一种方法。
大家都知道，激光切割过程是将功率相当高的激光束聚焦到待切割材料表面上的过程。激光的能量维持材料使之处在其熔点下，以高速的喷射气流吹除熔掉的材料，从而割开一个切口。这种周知的方法在切口的整个深度都运用激光能，因而要切割出合格的切口就需要有高功率优质的激光束。
本发明的目的是提高低功率激光器切割特别是厚型钢的效率，即通过将激光束散开以提高待切割材料的温度，同时利用高压氧或富氧喷射气流在切割面上获取边缘干净整齐的切口和优质的表面光洁度。
本发明的材料切割法包括下列步骤用散焦、发散的激光束将材料的表面部位加热到其燃点与熔点之间的温度，并用加压的氧或富氧喷射气流喷射该部位。
激光器的输出功率最好在500瓦与2000瓦之间，富氧气流的压力最好在7巴与8巴之间。在一最佳实施例中，激光束所加热的部位大于喷射气流所喷射的部位。
现在参看
本发明的一个实施例。附图中图1是激光切割喷嘴和待切割工件的透视图；图2是图1激光切割喷嘴的剖面图；图3是采用800瓦激光器时切割速度与材料厚度的关系曲线图。
如图1和图2中所示，本发明方法用以切割厚约45毫米左右的型钢的切割喷嘴1有一个透镜座2，里面装有一个透镜4，供聚焦800瓦激光器(图中未示出)发射出的光束之用。喷嘴6固定悬垂在透镜座2的下端(如图所示)。喷嘴6相对于透镜4的配置以及其几何条件设计成使激光束通过透镜4后会在喷嘴出口之前聚焦，从而在离开喷嘴6时散开。
透镜座2有一个孔口8，供加压的氧气或富氧气流通过，气流则经喷嘴出口以射流形式离开喷嘴。
使用时，将待切割的工件10，例如厚型钢，放在喷嘴6底下，且距离喷嘴6一段距离，使得离开喷嘴出口的散焦、发散的激光束喷射到工件的表面部位，使该部位的温度提高到钢的燃点与熔点之间的温度。同时，令压力在7巴与8巴之间的氧气或富氧气流通过孔口8和喷嘴出口，使其与钢反应并吹除熔化的钢料，从而形成切口。
图3示出了用800瓦激光器切割43A软钢时用上述方法的典型切割特性曲线。
由该图线可看出用800瓦激光器时的切割性能，但可想见，也可使用低至500瓦输出功率的激光器。
用上述方法切割厚型钢的特殊优点为a)可以采用低功率的激光器；b)工件无须预热；c)激光器易于控制，故不会产生象火焰切割时那样的切口上边缘熔化的现象；d)这种方法非常适合不定向切割。
不言而喻，采用2至5千瓦级的高功率激光器，可用上述方法切割更厚的工件。
权利要求
1.一种材料切割法，其特征在于包括下列步骤用散焦、发散的激光束将材料的表面部位加热到其燃点与熔点之间的温度，并用加压的氧或富氧的喷射气流喷射所述部位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，激光器的输出功率至少为500瓦。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，待切割的材料为厚的型钢。
4.如1至3任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述氧或富氧气流的压力在7巴与8巴之间。
5.如1至4任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述被激光器所加热的部位大于喷射气流所喷射的部位。
6.基本上如上所述的材料切割法。
全文摘要
一种材料切割法，用散焦发散的激光束将工件材料的表面待切割部位加热到其燃点与熔点之间的温度，并以加压的氧或富氧喷射气流喷射该部位，从而获得边缘干净整齐的切口和优良的表面光洁度。
文档编号B23K26/00GK1121453SQ9510419
公开日1996年5月1日 申请日期1995年4月28日 优先权日1994年10月26日
发明者W·奥尼尔 申请人:英国氧气集团有限公司