一种水射流激光复合多道切割陶瓷的方法

摘要

本发明涉及激光加工方法，尤其是一种水射流激光复合多道切割陶瓷材料的加工方法。水射流激光复合多道切割加工方法为，利用射流系统确保10bar以下的低压力水射流，冲蚀点后置于激光束1mm～2mm，将水射流倾斜10°～35°并在切割后立即对切缝进行冲蚀；首先设置激光能量为E1，第一次切割预定深度(0.3d～0.6d)(d为陶瓷材板厚度)的排屑槽；然后保持其他参数不变，提高激光能量为E2(E2＞E1)，并在原轨迹进行切断切割。两次走刀后切割边界相互叠加或相接，即完成陶瓷材料的分离。此方法控制走刀次数在2次，实现了厚陶瓷材料的高质量、高效率的无损伤切割，并且降低了传统多道切割而造成的切缝边缘塌陷、切割的锥度等问题。

主权项

一种水射流激光复合多道切割陶瓷的方法，其特征在于把陶瓷板置于工作台，利用射流系统确保切割全程伴随一定压力水射流，在激光一次走刀切割预定深度(小于陶瓷厚度)后立即对切缝进行同步冲蚀，然后合理提高激光能量，重复走刀直至陶瓷材料切断。水射流的冲刷作用可以有效减少熔渣附着、降低重铸层厚度；水射流的冷却陶作用以及多道切割可以有效减小热影响区(HAZ)进而抑制裂纹产生与扩展，故此方法可显著提高陶瓷材料的切割质量。该方法包括以下步骤：S1.低压水射流后置于激光束1～2mm，并将水射流倾斜，使得激光束和水射流同时作用于待加工基板，射流压力小于10bar，水流速度为8～22m/s，靶距为350mm；S2.调节激光器获得一定激光能量E1，将聚焦后的激光束与后置水射流沿预定切割轨迹进行一次复合切割，获得一个深度d1的切槽，切割速度0.6mm～1.0mm/s；S3调节激光器获得一定激光能量E2(E2＞E1)，其他工艺参数不做改变；S4沿步骤S2中走刀轨迹进行二次切割，切割边界相互叠加或相接，完成陶瓷的无损分离。在整个切割过程中，切割部位吹入0.1～0.5Mpa辅助气体，吹走水汽和凝固的熔融材料；辅助气体为压缩空气，以氧助熔融切割为主要方式完成厚陶瓷切断。