大功率激光切割能力

（1）切割厚板的厚度不斷提升

目前大功率激光切割機(jī)切割鋁合金板材厚度可達(dá)40mm，不銹鋼板材厚度可達(dá)130mm，江西高功率激光切割設(shè)備，隨著大功率激光切割機(jī)技術(shù)的不斷升級(jí)，切割材料的厚度還會(huì)不斷增加，加工厚板的價(jià)格會(huì)逐漸降低，高功率激光切割設(shè)備價(jià)格，并加快促進(jìn)大功率激光切割機(jī)在厚板領(lǐng)域中的應(yīng)用[3]。

（2）切割中薄板的效率倍增

①切割厚度為3～10mm的不銹鋼板材時(shí)，10 000W激光切割機(jī)的切割速度是6000W的兩倍以上。②10 000W激光切割機(jī)在碳素鋼的切割應(yīng)用中，可以達(dá)到18～20mm/s的快速亮面切割，是普通標(biāo)準(zhǔn)切割速度的兩倍。③可以用壓縮空氣或氮?dú)馇懈?2mm以?xún)?nèi)的碳素鋼板，切割效率是氧氣切割碳素鋼速度的6~7倍。

對(duì)于飛行光路的切割機(jī)，由于光束發(fā)散角，切割近端和遠(yuǎn)端時(shí)光程長(zhǎng)短不同，聚焦前的光束尺寸有一定差別。入射光束的直徑越大，焦點(diǎn)光斑的直徑越小。為了減少因聚焦前光束尺寸變化帶來(lái)的焦點(diǎn)光斑尺寸的變化，高功率激光切割設(shè)備廠(chǎng)家，國(guó)內(nèi)外激光切割系統(tǒng)的制造商提供了一些的裝置供用戶(hù)選用：

（1）平行光管。這是一種常用的方法，即在CO2激光器的輸出端加一平行光管進(jìn)行擴(kuò)束處理，擴(kuò)束后的光束直徑變大，發(fā)散角變小，使在切割工作范圍內(nèi)近端和遠(yuǎn)端聚焦前光束尺寸接近一致。

（2）在切上增加一獨(dú)立的移動(dòng)透鏡的下軸，它與控制噴嘴到材料表面距離（stand off）的Z軸是兩個(gè)相互獨(dú)立的部分。當(dāng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)或光軸移動(dòng)時(shí)，光束從近端到遠(yuǎn)端F軸也同時(shí)移動(dòng)，使光束聚焦后光斑直徑在整個(gè)加工區(qū)域內(nèi)保持一致。

（3）控制聚焦鏡（一般為金屬反射聚焦系統(tǒng)）的水壓。若聚焦前光束尺寸變小而使焦點(diǎn)光斑直徑變大時(shí)，自動(dòng)控制水壓改變聚焦曲率使焦點(diǎn)光斑直徑變小。

（4）飛行光路切割機(jī)上增加x、y方向的補(bǔ)償光路系統(tǒng)。即當(dāng)切割遠(yuǎn)端光程增加時(shí)使補(bǔ)償光路縮短；反之當(dāng)切割近端光程減小時(shí)，使補(bǔ)償光路增加，以保持光程長(zhǎng)度一致。

用激光發(fā)生器由于制造成本等原因，所發(fā)出的激光光束都具有一定的發(fā)散角，呈“錐形”。當(dāng)“錐形”的高度改變時(shí)（相當(dāng)于激光切割機(jī)光路長(zhǎng)度改變），聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變。此外，光還具有波的性質(zhì)，因此，不可避免地會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，衍射會(huì)使光束在傳播過(guò)程中發(fā)生橫向擴(kuò)展，該現(xiàn)象存在于所有的光學(xué)系統(tǒng)中，能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值。由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用，當(dāng)光路長(zhǎng)度變化時(shí)，作用在透鏡表面的光束直徑時(shí)刻發(fā)生著變化，這就會(huì)引起焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的變化，但對(duì)焦點(diǎn)位置的影響很小。如果焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化，必然會(huì)對(duì)加工產(chǎn)生很大影響，比如，會(huì)造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會(huì)割不透或燒蝕板材等。




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