激光切割機通過激光發(fā)射器產生一束激光束，這道激光束會進過外電路系統(tǒng)匯聚形成一道高密度高強度的激光光束，然后直接照射材料表面，材料被照射后其溫度急速上升直到其的沸點，這個時候材料開始氣化從而形成孔洞，然后激光光束開始在材料表面移動最終就形成了切割。碳鋼激光切割還因為其具有無毛刺、無褶皺、加工精度高等特點，也受到許多機電制造產業(yè)的喜愛。數(shù)控激光切割因為其精密的微控操作因此能夠非常方便的切割不同形狀與尺寸的材料。雖然其加工的速度不快，但是零模具的消耗節(jié)約了大量的加工費用，降低了生產的成本，因此從總體上來說，碳鋼激光切割的成本更加劃算。另外，對于材料尺寸和形狀的把握上， 激光切割加工更具有優(yōu)勢。

隨著激光技術不斷的完善，激光技術的應用也越來越廣泛，在未來的發(fā)展趨勢中呈現(xiàn)出良好的態(tài)勢。而在模具加工行業(yè)中同樣也應用到了激光切割加工，且呈現(xiàn)上上趨勢，本文簡析碳鋼激光切割在模具加工行業(yè)中的發(fā)展空間。目前我國在模具加工也中大多采用的是國外進口設備，且企業(yè)在投入和增長比例上非常大，每年有100多億元的模具加工設備需求，而且模具企業(yè)的設備需求是長期持續(xù)的，這就意味著對于激光設備來講也是一個非常大的契機。目前我國的模具生產工藝裝備水平普遍偏低，有非常大的提升空間。模具加工覆蓋的行業(yè)非常廣泛，為汽車、儀器儀表、家電電器等行業(yè)提供零配件，在模具市場上模具加工占據(jù)了60%的市場份額，也意味著碳鋼激光切割在模具行業(yè)有“搶灘登陸”的潛力，仍然有巨大份額的蛋糕等待著激光切割加工去搶占。

(1)材料表面在激光切割束的照射下很快被加熱到燃點溫度，隨之與氧氣發(fā)生激烈的燃燒反應，放出大量熱量。在此熱量作用下，材料內部形成充滿蒸汽的小孔，而小孔的周圍為熔融的金屬壁所包圍。(2)燃燒物質轉移成熔渣控制氧和金屬的燃燒速度，同時氧氣擴散通過熔渣到達點火前沿的快慢也對燃燒速度有很大的影響。氧氣流速越高，燃燒化學反應和去除熔渣的速度也越快。當然，氧氣流速不是越高越好，因為流速過快會導致切縫出口處反應產物即金屬氧化物的快速冷卻，這對切割質量也是不利的。(3)顯然，氧化熔化切割過程存在著兩個熱源，即激光照射能和氧與金屬化學反應產生的熱能。據(jù)估計，碳鋼激光切割鋼時，氧化反應放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。很明顯，與惰性氣體比較，使用氧作輔助氣體可獲得較高的碳鋼激光切割切割速度。

對于一些對圖案或者精度比較高的不銹鋼切割，采用碳鋼激光切割進行加工時一個不錯的選擇。首先激光切割精度非常高，適用于各種精密配件和各種工藝字、畫、圖案、屏風等產品的切割，金屬材質的割縫寬度為0.03mm,最小誤差小于0.01mm。因為圖案或者切割產品復雜的話需要進行路徑，這樣激光切割不銹鋼的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。因為碳鋼激光切割的加工速度是線切割加工速度的100倍以上，所以對于圖案復雜、工期較短的不銹鋼切割工程都可以很好的駕馭。另外因為采用的是激光直接切割，所以表面不易變形且切割的表面十分平整，不會出現(xiàn)斜角。

高亮度光纖激光器的聚焦性能及其波長，使得這類激光器能夠在厚板上進行匙孔切割，因為光纖激光器比CO2激光器的切割速度快得多。因為可以更有效率地將熔化物從切割前沿的中心線除去，匙孔切割比通常的激光切割更高效；在前者的碳鋼激光切割過程中，被熔化的材料會在激光束的前方流下去。這使得熔融層厚度更薄，因而確保從熔融表面能夠有效地傳導熱量，表面的熔體前沿吸收了激光，而且需要能量以熔化更多的材料。然而，在匙孔切割中，激光切割周邊的熔融流體會引發(fā)質量問題。熔化物從切割側邊流走，這將使切割質量惡化，因為光纖激光切割速度很快，但當切厚度增加時，切割質量并不高。關于強激光產生蒸汽壓力的機制，早在幾十年前激光鉆孔和匙孔穿透型激光深熔焊接時就為人所知，局部的蒸汽壓力是穿透性鉆孔的驅動機理，并且用于產生和保持焊接中的匙孔。匙孔穿透型激光切割有20年的歷史，當年一群科學家在弗勞恩霍夫激光技術研究所研究采用CO2激光器對鈑金做高速切割。然而，用CO2激光器進行匙孔激光切割僅限于非常薄的板材，這是由于匙孔中形成強大的等離子體，這也在高功率CO2激光焊接中出現(xiàn)。在典型的激光切割和先進的匙孔切割中，同軸氣體輔助方式是清除熔融物的唯一動力；切口必須放大，以便減少通過切口處的壓力。這里，激光輻照所得到的壓強更大，并且在整個碳鋼激光切割切口處都經受著巨大的壓力。因此，能夠完全根據(jù)光路限制來設計定制激光束的新方法，它能切割出比采用先進激光切割方式下更狹窄的切口。

(4)在擁有兩個熱源的氧化熔化切割過程中，如果氧的燃燒速度高于激光切割束的移動速度，割縫顯得寬而粗糙。如果激光切割束移動的速度比氧的燃燒速度快，則所得切縫狹而光滑。對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光切割束加熱進行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。這種碳鋼激光切割過程主要內容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導裂縫在任何需要的方向產生。 要注意的是，這種控制斷裂碳鋼激光切割不適合切割銳角和角邊切縫。切割特大封閉外形也不容易獲得成功?？刂茢嗔亚懈钏俣瓤?，不需要太高的功率，否則會引起工件表面熔化，破壞切縫邊緣。其主要控制參數(shù)是激光切割功率和光斑尺寸大小。激光切割機系統(tǒng)一般由激光發(fā)生器、(外)光束傳輸組件、工作臺(機床)、微機數(shù)控柜、冷卻器和計算機(硬件和軟件)等部分組成。