金屬材料激光加工過程中的四大階段金屬激光切割加工

目前，中國的工業(yè)激光產業(yè)中工業(yè)應用占比達到 60%。激光在工業(yè)應用領域增長的核心驅動力，是激光加工工藝對傳統(tǒng)加工工藝的不斷滲透和替代。激光加工向著高能量發(fā)展，光纖激光器可達 6 萬瓦，已經能實現商用。金屬激光切割加工同時，激光加工圍繞著高效率、大尺寸的宏觀加工，以及高峰值功率、窄脈寬如皮秒、飛秒等小尺寸精密微納加工的兩個方向發(fā)展。

工業(yè)化生產、生產加工對精度的要求越來越高。在這種情況下，如何生產精密加工的金屬復合材料零件成為金屬復合材料制造企業(yè)必須解決的關鍵問題之一。在眾多金屬復合材料的生產加工中，激光設備因其加工高效率、高精度而被廣泛運用。

在使用激光打標機加工金屬工件時，其加工過程總體上為激光束在加工金屬表面進行聚焦，金屬材料吸收能量溫度升高發(fā)生液化或氣化。在加工過程中，受熱而產生的金屬蒸氣會在加工位置處產生高壓，在壓力的作用下加工區(qū)域的金屬液體和氣體會向外噴出，凝固在加工位置附近。柳州激光切割具體而言該過程可以劃分為以下4個階段。

1，激光加熱激光束首先在金屬工件表面進行聚焦形成激光光斑，由菲涅爾吸收原理可知，在距離金屬材料加工表面幾納米深度的位置處激光能量進行聚集。金屬中的自由電子開始吸收光子能量進而與金屬晶格發(fā)生碰撞，產生晶格熱能，金屬材料表面溫度升高。

2，表面熔化和氣化隨著激光加工處溫度上升，加工表面材料出現熔化層，熔化層下為熱影響區(qū)。此階段激光能量逐漸進入到金屬材料的更深處，被加工處材料逐漸會被氣化，金屬層更快的暴露出來。新的金屬材料裸露層會加速對激光能量的吸收，熱影響區(qū)的金屬升溫進行熔化進而轉化為新的熔化層，而相對應的，新的熱影響區(qū)繼續(xù)向下移動。

3，材料排出 激光打標機加工過程中由于加工區(qū)域內部金屬溫度逐漸升高，被加工金屬材料逐漸出現液化、氣化現象，加工區(qū)域內部壓力增大，產生一個向外的作用力，進而將氣化的金屬蒸氣和液化的金屬液體從加工區(qū)域內部噴射出來，擴散到加工區(qū)域周圍。

4，重新凝固激光加工過程中加工區(qū)域內部液化和氣化的金屬材料在高壓作用下被噴射出來，離開加工區(qū)域內部的金屬材料會聚集在加工區(qū)域周圍。由于加工區(qū)域周圍部分的溫度小于加工區(qū)域內部的溫度，被噴射出來的金屬材料開始進行凝固，激光切割廠家逐漸形成新的微觀表面結構。激光加工技術已經非常普及，隨著激光技術和激光應用領域的發(fā)展和需求，更高精密度的激光微納加工技術已經應運而生。