激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般10w/cm2。由于能量密度与面积成反比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。---透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率co2激光切割机工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高的切割,服装类小型激光切割机,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上; 6mm的碳钢,小型紫铜激光切割机,焦点在表面之上; 6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。
利用扩束镜进行光束准直
光束的束腰直径和远场发散角成反比,束腰直径越大,远场发散角越小。目前扩束镜主要分为折射式和反射式两种,其原理相当于一个倒置的望眼镜。主要作用是通过增加光束的束腰直径来减小远场发散角,进而---由于光路长度变化引起的焦点大小和焦点---的不稳定目前,国内对光束准直方面的研究不多,其中大多数都是针对折射式的,反射式的研究较少。折射式扩束镜的设计、加工、调整都较容易,但是由于透镜容易温升过大导致镜片变形,小型---激光切割机,因此,折射式扩束镜仅仅适用于小功率激光的光束准直。而对于像激光切割机这样的大功率光束准直,一般采用反射式扩束镜。但反射式扩束镜的镜面曲率半径难以通过解析的方法确定,信阳小型激光切割机,只能通过数值拟合的方法获得,因此,设计、制造、调整都很困难。为此,通过扩束镜对光束准直的方法来对激光切割机的飞行光路系统进行光路补偿,效果甚微。
不锈钢
切割不锈钢需要:使用氧气,在边缘氧化不要紧的情况下;使用氮气以得到无氧化刺的边缘,就不需要再作处理了。在板材表面涂层油膜会得到---的穿孔效果,而不降低加工。
铝
尽管有高反射率和热传导性,厚度6mm以下的铝材可以切割,这取决于合金类型和激光器能力。当用氧切割时,切割表面粗糙而坚硬。用氮气时,切割表面平滑。纯铝因为其高纯非常难切割,只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铝材。否则反射会毁坏光学组件。
钛
钛板材用气和氮气作为加工气体来切割。其它参数可以参考镍铬钢。
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