当前位置:首页 > > 面向未来的激光切割技术
解决方案

面向未来的激光切割技术

2021-01-09

  激光是二十世纪最重要的发明之一,随着科技的发展,激光技术已经应用到工业生产中的各个领域,从航空航天到船舶制造,从医疗手术到集成电路生产,从机械制造到服装生产……不同的工业领域,激光有着不同的解决方案,激光切割、焊接、热处理、熔覆、毛化、打标等等。其中,激光切割在工业激光应用中占的比例约为70%。激光切割以其高速度、高精度及高切口光洁度而著称。配合以先进的数控系统及机床,使得激光在二维、三维切割中有着非常优异的表现。但是,也有很多问题在困惑着用户,什么样的激光技术才是最好的?什么样的激光技术才是适合的?可以从哪些角度来考查?又有什么指标来量化呢?让我们一起来走近激光,揭开它神秘的面纱。
  第一:影响激光切割机质量的要素:激光器
  激光器是激光设备的心脏,对激光切割质量起着决定性的作用。一个好的激光器,应该具备理想的模式,稳定的功率等要素。
  激光器的种类很多,从不同的角度可以对它有不同的定义。从激励的介质来区分,大致可分为固体激光器和气体激光器,它们分别用不同的固体或气体来作为介质,如最早的激光器就是采用红宝石作为介质。目前用于激光切割的主流激光器为二氧化碳激光器,其次是YAG激光器。YAG激光器有着光电转换效率高,体积小的特点,但是由于其能量泵浦源的损耗快,维护成本高等因素使其应用受到很大限制。而采用二氧化碳激光器,比较容易获得理想的激光模式和较高能量,加之性能稳定,停机时间短,从而被广泛应用于各种材料的切割。
  二氧化碳激光器中,以气体流动方向和激光谐振输出方向等因素组合,又分为轴流和横流激光器,从设计角度看,轴快流激光器比较容易获得激光理想的模式—TEM00模或TEM01模,所以,目前国际上主流的激光切割机床都采用轴快流二氧化碳激光器。我们在这个基础上来探讨激光影响切割的要素。
  一:激光模式。是衡量激光质量最重要的指标之一。可分为单模,基模和多模。基模既TEM00模,它在X和Y轴上的指数均为0,所以是一个理想的圆点。采用TEM00模的激光可以获得最小的光束直径,在切割加工中因其光斑小而获得最小的切缝及更快的切割速度。而多模更是在XY方向上均为非0指数,其光束质量较差,一般只用于焊接而不用于切割。
  二:激光频率。激光输出分脉冲输出和连续输出,用于切割和焊接的激光主要采用脉冲输出方式,脉冲频率主要影响切割的速度和切口粗糙度,要获得高速切割,高频率是必不可少的。目前大多数厂家生产的二氧化碳激光器频率都在5000Hz以内。
  三:激励模式。二氧化碳激光器是采用电极激励二氧化碳气体而产生激光,按照金属电极的安装位置可分为直流激励和射频激励。直流激励既正负电极都在激光管内,电极和二氧化碳气体直接接触,而电极距离长,工作时必须使用高电压(瞬间电压高达20KV),导致电极产生烧蚀损耗。设备的维护频率及费用都比较高。国际上大型的激光器生产厂主要采用射频激励模式,其金属电极在管外,不与二氧化碳气体接触,非常好地保护了电极。
  四:激光功率。包括峰值功率,能量稳定性等要素。不同功率在金属板材的切割中可切穿的厚度不同,以4KW激光器为例,它可切割20mm厚的碳钢板,或15mm不锈钢,10mm铝合金;而5KW以上的激光器可以切割25mm厚的碳钢,不锈钢可达20mm。
  提高功率始终是激光研究一个话题,每个生产商都在努力提高工艺设计的水平,提高激光功率,以获得更广阔的加工空间。
  功率的另一个指标是功率稳定性,优秀的切割质量,必须是优秀的切口贯穿始终。长期生产对激光器也是一个非常重要的考验。直流激励激光器由于电极烧蚀,导致在长期工作状态下功率衰减。另外,由于有的激光器的真空泵和涡*泵采用润滑油进行润滑,导致润滑油污染激光谐振腔,而减短了激光器寿命。
  五:光束发散角。从严格的角度来讲,光束发散角不属于激光器部分的内容,但是因为激光器的模式对远场发散角影响很大,所以我们把它放在这里一起讨论。光束发散角对切割质量的影响体现在切口的宽度和坡度上,越小的发散角切口宽度越窄,坡度越小,因而质量越高。

[返回]

解决方案
联系我们
全国服务热线: 4000-818-380

电话:020-87580799 ,87589162

传真:020-87586449

邮箱:hzz@huazhizun.com

网址:

地址:广州市黄埔区科学城玉树华新园D2栋二层

<em id='pji'><address></address></em><strong id='kwgq'><bdo></bdo></strong><tt id='NMu'><comment></comment></tt>
    <label></label><base id='vC'><center></center></base><center id='fNBgF'><u></u></center>
      <del id='BSTuAsEn'><s></s></del>