激光切割是一種新型的熱切割方法，為熱切割不銹鋼的后起之秀。它是利用激光束的高能量對工件進行熱切割的方法。它可用來切割金屬和非金屬材料，有人把激光束稱為“切割刃具”也并非夸張。工業(yè)生產中常用的激光切割方法，按切割機理可分為激光氣化切割、激光熔化切割和激光氧氣切割。幾種熱切割方法的能量密度比較見表6-19。從表中可以看出，激光切割的能量密度最高。

一、激光切割的特點

 1. 切割時熱變形小

   由于它的切割能量密度高，可實現精度切割，切割后零件的變形小、不需要機械加工就可直接使用。

 2. 切割面質量好

   切割精度可小到0.1～0.2mm，切割表面粗糙度可達到Ra十幾微米，切口很窄，特別是切割熱影響區(qū)寬度僅為0.01～0.1mm，不會影響材料的性能。

 3. 切割速度快

   當采用輸出功率2kW激光器切割10mm以下的鋼板時，其切割速度能達到等離子弧切割的水平。

 4. 切割各種材料

   它不僅能切割鋼板和非鐵材料，而且同樣可以切割塑料、皮革和纖維布等非金屬材料。

 5. 良好的切割環(huán)境

   切割時沒有強烈輻射、噪聲和環(huán)境污染，為操作者身體健康創(chuàng)造了較好的工作環(huán)境。

   激光切割同氧丙烷或火焰切割及等離子弧切割在性能上比較見表6-20。

二、切割設備與工藝

  切割設備有CO₂氣體激光器和釔鋁石榴石固體激光器兩種，其主要技術見表6-21。

  輔助氣體的種類隨材質不同而異，對于切割可燃材料和要求避免氧化的金屬，使用惰性或中性氣體；對于一般金屬材料的切割，則可采用氧氣。常用激光氧氣切割碳鋼、不銹鋼、鈦及鈦合金、鋁及鋁合金等金屬材料。

  激光氧氣切割類似于氧燃氣火焰切割，用激光能量對被切割材料進行加熱達到燃點，并在氧氣流中燃燒，所產生的熔渣又被氧氣流從切口中排除。上述氧化反應的附加熱又使切割速度和切割質量得到明顯提高，對完全可氧化金屬，其切割速度比氧燃氣火焰切割速度能提高約10倍。常用的激光氧切割的割槍示意圖如圖6-16所示。

  由于激光切割工藝具有切口精度高、質量高和切割速度快等優(yōu)勢，激光切割機在國內外都有應用，而手工和普通機械激光切割機尚未進入工業(yè)性實用階段，現在全部采用

  數控系統(tǒng)控制的。數控激光切割機的主要構件有：門式機架、激光器、導光系統(tǒng)、激光切割頭、CNC控制及驅動系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、排煙除塵系統(tǒng)等。國內外著名焊割設備制造廠家均能生產出高質量的數控激光切割設備，切割不銹鋼最大厚度可達16mm。

三、激光器切割的發(fā)展

  目前釔鋁石榴石固體激光器功率一般為幾百瓦（主要用于焊接），只能切割厚度1～2mm以下的薄件金屬。最近美國研制出一種新型的釔鋁石榴石固體激光器，其激光束在工件上能產生出比一般結構激光器高40倍的能量密度，使切割能力大為提高，能割穿厚達38mm的超耐熱合金材料或在厚為25.4mm的金屬件上打孔（打穿孔時間只需2s)。

  CO₂氣體激光器的輸出功率一般在1.5kW以下，可用于切割厚為10mm以下的碳鋼和各種有色金屬。日本開發(fā)出一種功率為5kW的CO氣體激光器，其激光波長是CO2氣體激光器的一半左右，而能量密度則為后者的4倍之多，可以切割厚板。

  為了推廣應用激光切割技術，在切割設備方面也取得了較大進展。有割炬固定、平臺移動的切割器。其平臺有2～5個自由度，平臺移動利用數控和可預編程序方式，并能與CAD（計算機輔助設計）系統(tǒng)連接。英國研制出的切割機，是在門架上移動的CO₂激光切割裝置，也是數控的，激光切割頭能做5個自由度（沿X、Y、Z坐標的直線運動、旋轉和傾斜）運動，可實行三個方向的切割。

  激光切割廣泛用于不銹鋼、鈦及鈦合金、鋁及鋁合金和超耐熱合金的切割。在核工業(yè)、航空航天工業(yè)應用較多，最近在汽車的外殼板切割中也已開始使用激光切割技術，由機器人操作。