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聚焦透鏡:利用激光束的能量進(jìn)行切割, 必須把激光器射出的原始光束經(jīng)過(guò)透鏡聚焦, 才能形成高能量密度的光斑。根據(jù)高斯光學(xué)理論, 焦點(diǎn)處功率密度1高。透鏡焦距越長(zhǎng), 焦點(diǎn)光斑越大, 功率密度越低, 但焦深大(焦深是指焦點(diǎn)兩側(cè)直徑變化為5% 的兩光斑間距, 在切割中也稱(chēng)有效切割范圍) , 操作容許度大。 5 英寸透鏡的有效范圍大于3 英寸透鏡。當(dāng)污染物和鏡片損傷無(wú)法通過(guò)清洗去除,特別是因金屬飛濺和污垢引起的膜層燒壞,要想恢復(fù)良好的性能,唯1的辦法就是更換鏡片。這就是為什么說(shuō)中長(zhǎng)焦透鏡適合于厚板切割, 并對(duì)跟蹤系統(tǒng)的間距穩(wěn)定度要求較低, 但要求激光器輸出功率高。反之, 短焦透鏡只適合于D3 以下的薄板切割, 短焦對(duì)跟蹤系統(tǒng)的間距穩(wěn)定性有較嚴(yán)格的要求, 但它對(duì)激光的輸出功率要求可大大降低。
熔化切割
在激光熔化切割中,工件材料在激光束的照射下局部熔化,熔化的液態(tài)材料被氣體吹走,形成切縫,切割僅在液態(tài)下進(jìn)行,故稱(chēng)為熔化切割。切割時(shí)在與激光同軸的方向供給高純度的不活潑氣體,輔助氣體僅將熔化金屬吹出切縫,不與金屬反應(yīng)。否則良多煙霧灰塵排不出去,嚴(yán)峻快速地污染鏡片和激光管,使各機(jī)械電子部件輕易氧化造成接觸不好。這種切割方法的激光功率密度在107W/cm2左右。
激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開(kāi)割縫,而氣體本身不參于切割。
1大切割速度隨著激光功率的增加而增加,隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下,限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。
激光切割氣體的消耗
激光切割氣體的消耗如圖4和圖5所示。由圖4可以看出,對(duì)于δ0.5mm-δ6mm的同一種料厚的板料,單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴噴出氧氣氣體體積隨著使用壓力提高而提高,對(duì)于不同料厚的板料.在同一壓力下單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴噴出氣體體積增量與料厚增量的平方成正比。5~3mm不銹鋼板,還可切割鋁合金板、鍍鋅板、電解板、硅鋼、鈦合金、鍍鋁鋅板、薄黃銅板等多種金屬材料。
由圖5可以看出。對(duì)于δ0.5mm~6mm的同一種料厚的板料,單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴噴出氮?dú)鈿怏w體積隨著使用壓力的提高而提高,對(duì)于不同料厚的板料.在同一壓力下單位時(shí)間內(nèi)從噴嘴噴出氣體體積增量與料厚增量的平方成正比。由于氮?dú)鈮毫υ?bar以上才對(duì)切割起到有效作用。熔化切割在激光熔化切割中,工件材料在激光束的照射下局部熔化,熔化的液態(tài)材料被氣體吹走,形成切縫,切割僅在液態(tài)下進(jìn)行,故稱(chēng)為熔化切割。所以氣體消耗量大。