激光切割一直是激光加工應(yīng)用最廣泛的一項技術(shù),，脈沖激光適用于金屬材料，連續(xù)激光適用于非金屬材料,，后者是激光切割技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。與計算機(jī)控制的自動設(shè)備結(jié)合,，激光束具有無限的仿形切割能力,，切割軌跡修改方便。激光切割無機(jī)械變形,、無刀具磨損,，容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
激光切割廣泛應(yīng)用于鈑金加工,、金屬加工,、廣告制作、廚具,、汽車,、燈具、鋸片,、升降電梯,、金屬工藝品、紡織機(jī)械,、糧食機(jī)械,、眼鏡制作、航空航天,、醫(yī)療器械,、儀器儀表等行業(yè)。特別是在鈑金加工行業(yè)中已取代傳統(tǒng)加工方式,，深受行業(yè)用戶的青睞,。
一、激光切割工藝
激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度,，蒸發(fā)形成孔洞,，隨著光束對材料的移動,，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的（如0．1mm左右）切縫,，完成對材料的切割,。
激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割,、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類,。
1、激光汽化切割
利用高能量密度的激光束加熱工件,，使溫度迅速上升,，在非常短的時間內(nèi)達(dá)到材料的沸點(diǎn)，材料開始汽化,，形成蒸氣,。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時,，在材料上形成切口,。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度,。
激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料（如紙,、布、木材,、塑料,、橡皮、泡沫等）的切割,。超短脈沖激光使這項技術(shù)可以應(yīng)用于其他材料,。金屬中的自由電子吸收激光并劇烈升溫。激光脈沖不與熔融的粒子和等離子體反應(yīng),，材料直接升華,，沒有時間將能量以熱量的形式傳給周圍材料。皮秒脈沖燒蝕材料時沒有明顯的熱效應(yīng),，沒有熔化和毛刺形成,。
2、激光熔化切割
激光熔化切割時,，用激光加熱使金屬材料熔化,，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體（Ar、He,、N等）,，依靠氣體的強(qiáng)大壓力使液態(tài)金屬排出，形成切口,。激光熔化切割不需要使金屬完全汽化,，所需能量只有汽化切割的1／10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼,、鈦,、鋁及其合金等，也可以用于切割其他可熔材料,，例如陶瓷。
3,、激光氧氣切割（火焰切割）
激光氧氣切割原理類似于氧乙炔切割,。它是用激光作為預(yù)熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體,。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用,，發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的氧化熱,；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出,，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱,，所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1／2,，而切割速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割主要用于碳鋼,、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料,。
4、激光劃片與控制斷裂
激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進(jìn)行掃描,，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽,，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿小槽處裂開,。激光劃片用的激光器一般為Q開關(guān)激光器和CO2激光器,。
控制斷裂是利用激光刻槽時所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力,，使材料沿小槽斷開,。
二、激光切割工藝及設(shè)備對比
三,、激光切割機(jī)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,，激光切割更被廣泛應(yīng)用于鈑金、塑料,、玻璃,、陶瓷、半導(dǎo)體以及紡織品,、木材和紙質(zhì)等材料加工,，在各大重工業(yè)輕工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷普及。激光切割占工業(yè)激光加工的40％以上，是激光加工行業(yè)中最重要的一項應(yīng)用技術(shù),。
激光切割在工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)用方面,，2010年之前，由于激光切割設(shè)備價格高昂,，一臺大幅面激光切割機(jī)（配備4 kW激光器）售價近600萬元人民幣,，國內(nèi)采用大幅面激光切割機(jī)的企業(yè)并不多。
2003年到2009年間,，在工業(yè)加工要求不斷提升到推動下,，國內(nèi)企業(yè)積極引進(jìn)激光切割設(shè)備，如合肥日立引進(jìn)5臺大覆蓋激光切割機(jī),、2臺小覆面激光切割機(jī),，三一重工確立了在3年內(nèi)引進(jìn)27臺套大覆面面激光切割機(jī)計劃。通過2008年和2009年的引進(jìn),，已有15臺套的激光切割機(jī),，配備于昆山重機(jī)、沈陽三一等企業(yè),。徐工,、山推等企業(yè)不甘落后相繼引用了激光切割機(jī)。2009年中旬激光微加工系統(tǒng)制造商JPSA計劃把制造車間的面積擴(kuò)大一倍,，提高公司制造激光微加工（激光雕刻）系統(tǒng)的產(chǎn)能,，以滿足生產(chǎn)太陽能（包括千瓦級）面板制造廠家的需求。
2011年以后,，國內(nèi)激光企業(yè)大力發(fā)展大功率光纖激光切割機(jī),，由于大功率光纖激光加工具有獨(dú)特的加工優(yōu)勢，加工成本大幅下降,，同時結(jié)合多種靈活的付款方式,，目前越來越多的鈑金加工企業(yè)、廚衛(wèi)制造企業(yè)以及汽車部件加工企業(yè)越來越多的使用激光切割機(jī),。最近幾年激光加工設(shè)備得以快速普及,，2017年我國激光切割成套設(shè)備銷售量超過2．5萬臺。
2017年全球激光加工設(shè)備市場規(guī)模為313．7億美元,，同比增長12％,。2017年中國激光設(shè)備市場銷售總規(guī)模超過442億元，其中激光切割設(shè)備占全國工業(yè)激光加工設(shè)備市場規(guī)模的46％,。
2017年中國激光切割設(shè)備市場規(guī)模為203億元,，增長率為23％，其中中小功率激光切割設(shè)備市場銷售規(guī)模一直保持較高的增長速度,，其核心激光器實現(xiàn)了較高的國產(chǎn)化率,。大功率激光切割機(jī)相比于中低功率激光切割機(jī)發(fā)展較晚，對國外進(jìn)口依賴較大，進(jìn)口高功率激光器價格居高不下,，設(shè)備價格依然非常高,，市場增幅相對較低。
近幾年,，國產(chǎn)激光切割機(jī)技術(shù)有了突破性的發(fā)展,，并朝著高功率、高精度,、大幅面的方向挺進(jìn),。在中國智能制造大背景下，工業(yè)領(lǐng)域都呈現(xiàn)從傳統(tǒng)加工向高端制造轉(zhuǎn)型的態(tài)勢,，中國激光切割領(lǐng)域市場規(guī)模將一直保持著高速發(fā)展的趨勢。
