光纤激光器切割工艺培训000.pdfVIP

光纤激光器的切割工艺 居剑 2014 年9 月 培训内容 • 激光切割基本原理 • 影响激光切割的因素 激光切割原理 • 激光光束 – 照射被加工材料，加热至熔化的高温（可伴随氧化反应） • 辅助气体 – 氧气：帮助燃烧，产生的热量进而促进加工 – 高速气体辅助排出熔化金属 切缝的形成原理 穿孔的原理 • 初始阶段焦点位于上方，大光斑加热。 • 焦点位置不断下移，直至贯穿。 培训内容 • 激光切割基本原理 • 影响激光切割的因素 影响激光加工的要素 • 影响激光切割因素众多：光束质量，透镜，气体，被加工材料。 激光光束对加工的影响 • 多模与单模比，坡脚部分梯度大，对比12mm碳钢的切割 加工裕度显示，多模切割的加工条件裕度比较宽。 透镜与切割性能的关系 • 焦点直径，焦点深度 – 正比于透镜焦距 – 反比于准直光斑直径 • 对切割影响 – 短焦距：能量密度大， 切割速度快，适用于薄 板切割 – 长焦距：宽切缝，利于 排渣，焦点裕度大，适 用于厚板切割 焦点位置与切割前沿关系 • Z=0: 切缝宽度最小，无法 向切缝内供应足够氧气， 因此底部拖曳线向后方滞 后。 • Z=+3 ：切缝宽度扩大，拖 曳线滞后量最小，熔融金 属可顺利从切缝排出。 • Z=+6 ：能量密度降低，熔 融能力减弱，底部燃烧不 充分，拖曳线滞后严重。 焦点位置及其应用场合 厚板切割的透镜及模式（碳钢） 不锈钢焦点位置与切割现象 • 根据背面毛刺形状的观察，可判断焦点位置。 如何对焦点？ • 蓝光法 – 以氮气做辅助气体，照射低功率激光束，寻找蓝光亮度最高对应 的位置。 – 短焦透镜蓝光亮度高，产生范围狭窄，易于辨识。 – 长焦透镜蓝光亮度低，产生范围宽，不利于辨识。 • 注意事项 – 选用长焦距透镜时，可是当增加输出功率进行补偿，以便识别。 – 采用低压且能大范围屏蔽的辅助气体。 – 选择表面状态较好的区域。 切割头基本结构 • 透镜 – 光束准直和聚焦 • 喷嘴 – 辅助气体，要求同轴性好