二、激光的特点
(1)亮度高:CO2 激光亮度比太阳表面高8个数量级，钕玻璃激光亮度比太阳表面高16个数量级。
(2)方向性好:近于理想的平行光，远距离传播时，扩散面积很小。
(3)单色性好:光谱宽度极窄。比灯的光谱还窄几个数量级。
(4)具有反射、折射、透射、聚焦的特性。
(5)功率密度高:一般在105
～107W/c垃
2，经充分聚焦后可
以达到10的6次
～10的12次方
W/c垃
一、激光切割的原理
激光切割是利用激光束的热能实现切割的方法。激光切割时，
图4-1 激光切割示意
把激光器作为光源，通过反射镜
导光，聚焦透镜聚焦光束，以很
高的功率密度照射被加工的材料，
材料吸收光能转变为热能，使材
料熔化、汽化，激光束就把材料
穿透，激光束等速移动而产生连
续切口，
二、激光切割的特点
激光切割是一种高速度、高
质量的切割方法，其特点可概括
为以下几点。
(1)切缝细窄，节省切割材料，还可切割盲缝，如切割一般低
碳钢，切缝宽度可小到0.1～0.2垃垃。
(2)可进行薄板高速切割和曲面切割，切口和热影响区都很窄
(其宽度仅有0.01～0.1垃垃)，且割后工件变形很小，性能不受
影响。
(3)切缝边缘垂直度好，切边光滑，表面粗糙度R乱可低到十
几微米，优于气割、等离子弧切割等其他热切割方法，也优于冲剪
法 (见图4-2);工件的尺寸精度可达士0.05垃垃。
图4-2 激光切割精度
因此，有些工件切割后无需再加工，可直接使用或进行焊接。
(4)激光束工作距离大，适合于可达性很差部位的切割。
(5)切割速度快。切割低碳钢、钛板时切割速度每分钟可达数
米至数十米。
(6)可实现多工位操作，易进行数控自动化切割。
(7)由于是无接触切割，所以无工具的磨损也不需要更换刀
具，只需调整工艺参数。
(8)切割时噪声低、污染小。
(9)可以切割软、硬、脆、易碎材料及合成材料等多种材料。
缺点是设备昂贵，且由于受激光发生器输出功率限制，目前激
光切割中、小厚度板较为有利，切割厚度低于15垃垃。对于大厚度
板的切割尚有一定困难。
一、切割设备的组成
激光切割设备主要由激光器、偏转聚焦系统、光束检测器、工
作台和控制系统等组成，控制系统目前多采用数
控系统，如采用不同类型的
计算机来控制加工轨迹、光
闸、冷 却 系 统、 辅 助 气
体等。
2.激光切割技术
常用激光切割方法有以下四种。
(1)汽化切割 工件在激光束照射下，温度在极短时间内升至
沸点以上，此时部分材料化作蒸气逸去，部分作为液、固态颗粒喷
出物从切割缝底部被吹走，形成割缝。汽化切割需要约10
的高功率密度，是激光熔化切割机所需能量的10倍。汽化切割大
多用于木材、碳素及某些塑料等非金属材料的切割。
(2)熔化切割 用激光加热并使金属熔化，然后喷吹与光束同
轴的辅助气体，将熔化金属吹除，从而形成割缝。常用于易氧化材
料的切割。
(3)氧助熔化切割 氧助熔化切割的实质是以激光先预热，以
氧气 (或空气)代替熔化切割中的惰性气体，从而以氧放热
反应提供更多的能量。常用于切割钢、钛等金属材料。与用惰性气
体熔化切割相比，激光氧气切割的切割速度有较大的提高。
(4)划片与控制断裂 划片是用激光在一些脆性材料表面刻划
小槽，随后施加一定外力使材料沿槽口断开。控制断裂则是激光束
加热刻槽的同时，由于加热引起热梯度，在脆性材料内部产生局部
热应力，使材料沿刻槽断开。
控制断裂切割速度快，所需激光功率很小。功率太高反而造成
工件表面熔化，并破坏切缝边缘。其主要可控参数是激光功率和光
斑尺寸。
2.水下切割易发生的工伤事故
(1)沉在水下的船或其他构件中常有燃料容器和化学危
险品，在切割过程中容易发生。
(2)由于回火或炽热金属熔滴操作者，或烧坏供气
管、潜水服等潜水装具造成事故。
(3)由于绝缘损坏或操作不当引起触电。
(4)水下构件倒塌发生砸伤、压伤、挤伤甚至死亡事故。
(5)由于供水管、潜水服烧坏，触电，海上风浪等原因，引起
溺水事故。
3.水下用电安全知识
(1)安全电流 水下人体直接接触的安全电流值为:工频
9mA，直流为36mA。
(2)安全电压 水下人体直接接触的安全电压值为:工频电
流，12V，直流为36V。
(3)地线位置 水下电源 (如切割电源)需接地线时，其接地
位置对流经人体及潜水装具的金属部件的漏电电流都会产生影响。
例如在水下切割时，潜水焊工若背向接地点，即将自己置于工作点
与接地线之间时，不仅容易发生触电，而且容易使潜水装具的金属
部件受到电解腐蚀。因此，水下切割时潜水焊工应面向接地点，把
工作点置于自己和接地点之间。
4.水下切割的安全操作
潜水切割工除了遵守潜水条例和有关潜水劳动安全卫生的规定
外，还应注意以下几个方面。
(1)工作前应将水下和物体中易燃易爆物排除。
(2)水下切割工作应从上而下进行，若方向相反，上面没切
开，下面切割时未完全燃烧的可燃气体上浮，有可能聚集在倒置的
凹处，形成隐患。
(3)水下切割要用符合要求的专用工具。气割时，在每个割炬
手柄处必须要有专用的防爆阀，消除极易发生的回火。
(4)水下操作时，身体应站稳或靠在固定物体上，不允许在漂
浮状态下或仰面向上操作。
(5)潜水切割工必须穿戴安全合格的专用潜水服、头盔和手
套，并经常检查金属部件的腐蚀损坏情况，防止不安全事故。
(6)要定期检查水下切割所用设备的绝缘性能及防水性能。
(7)不要将气割软管夹在腋下或两腿之间，防止万一因回火发生事故，击穿可烧坏潜水服。割炬不要放在泥土上，防止堵塞，每日工
作完毕后用清水冲洗并晾干。
(8)水下切割应用直流电源，禁止使用交流电源，其空载电压
一般为50～80V之间。
(9)与潜水切割工直接接触的控制电器，必须使用隔离变压器，并有过载保护。其使用电压工频交流时不得超过12V，直流时
不得超过36V。
(10)切割工下水后，在水深半径的区域内禁止进行其他作业，
以保证工作不受干扰，安全操作。
(11)在带电结构 (有外加电流保护的结构)上进行水下切割
操作时，应先切断结构上的电流。
(12)更换割条时，必须先发出拉闸信号，断电后才能去掉残
余的割条头，换新割条。也可安装自动开