激光切割的質(zhì)量光學(xué)元器件及其性能的影響因素
發(fā)布時(shí)間：2019-05-08 16:47:15 | 人感興趣 | 評分：3 | 收藏：
【正文】 1、反射鏡（全反鏡和圊偏鏡}
用于千瓦級功率的激光切割，一般選用銅基材料，其表面鍍膜材料決定了反射率的大小，高功率激光傳導(dǎo)一般要求直接水冷，內(nèi)部水冷通道結(jié)構(gòu)是主要影響因素；保持鏡面清潔和反射面精度（X—Y平行或垂直）是光束傳導(dǎo)正常的必要條件保持鏡面清潔有利于改善斷面粗糙度和提高切割速度通過每組鏡片的光束位置誤差一般控制在2毫米以內(nèi)較好，反射鏡的直徑一般為50毫米和70毫米兩種，5000w - IOOOOW的C02激光器由于光斑較大，需選用直徑70毫米
2、聚焦鏡
聚焦鏡是激光切割的主要元件，目前C02德光主要采ZnSe材料，聚焦方式有平凸和雙月型兩種，焦距有10”、7.5”、5”三種，前者主要用于厚板的切割，7.5”兼具薄中厚切割，后者切割薄板有優(yōu)勢；邊緣厚度有4.06和7.84MM兩種，厚型鏡片承壓能力高，一般用于高壓切割：其破壞形式主要是冷卻失效，鏡面受到污染，表面結(jié)露等正確選擇鏡片有利于改善斷面粗糙度和斜度聚焦鏡應(yīng)不定期清潔保養(yǎng)，噴濺污染將使鏡片吸收光能并導(dǎo)致變形和炸裂，使“光刀”變鈍，切割斷面熱影響區(qū)擴(kuò)大，嚴(yán)重時(shí)無法正常切割。另外，長焦有利于改善斷面斜度，這是因?yàn)殚L焦聚焦后光腰比短焦長的緣故。德國某研制的非球面反射式聚焦也可以實(shí)現(xiàn)切割，且達(dá)到衍射極限，焦點(diǎn)漂移量極小。
目前用于大功率光纖激光切割的聚焦鏡石英材料，焦距有125/0兩種，前者對切割薄板有利，后者更方便加工中厚板。
另外，對于特厚板的切割，有些OEM也嘗試采用雙焦距聚焦鏡，切割效果有明顯改善。
3、切割噴嘴
切割噴嘴是激光切割設(shè)備的主要易損件，用紫銅加工而成。激光的割縫寬度一般是噴嘴直徑的1/10即01 - 0.3毫米。割嘴的合理設(shè)計(jì)，可以使輔助氣體的消耗量降到最小。視切割厚度（從薄到厚）不同，噴嘴直徑有0.8 - 3.5mm不等，結(jié)構(gòu)形式有單噴嘴和復(fù)合噴嘴兩種．鑒于加工手段問題，一般設(shè)計(jì)成上段錐
形孔聯(lián)接下段圓柱孔的結(jié)構(gòu)，從空氣動(dòng)力學(xué)上講最理想的結(jié)構(gòu)是”拉瓦爾”口徑，氣體流動(dòng)方式以超音速的收斂形態(tài)，
以免切口下部形態(tài)擴(kuò)大，它提供的氣流，而且節(jié)約氣體正確選擇噴嘴有利于改善斷面粗糙度和斜度以及提高切割速度。
4、焦距和離焦量
一般而言，切割厚板采用7 5”長焦，薄板切割采用5”短焦，這是由于長焦光腰長，更有利于得到垂直的斷面短焦距聚焦能量密度高，有利于提高薄板的切割速度。
目前焦點(diǎn)調(diào)整有兩種方式：手動(dòng)調(diào)焦和自動(dòng)調(diào)焦，后者又分為二種，其一是可變曲率鏡又稱自適應(yīng)鏡，它是反射鏡的一種，一般放置在z軸上方，通過氣動(dòng)或水壓壓力伺服比例閥調(diào)整鏡面的曲率，實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)的變化；其二是切割頭內(nèi)置伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模塊，帶動(dòng)聚焦鏡上下位移，實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)的自動(dòng)調(diào)整。
離焦量有正離焦（焦點(diǎn)在板上）和負(fù)離焦（焦點(diǎn)在板下）兩種，板厚小于2毫米一般采用正離焦，碳鋼版切割一般采用正離焦，不銹鋼、鋁及鋁合金和銅材的切割采用負(fù)離焦。
5、嘴板距
噴嘴下表面離加工板面的距離稱為嘴板距，切割碳鋼板時(shí)，一般調(diào)整到1.5毫米左右，這是由于碳鋼板的切割屬于氧助
燃熔化切割方式，氣流量和壓力需求不大；切割不銹鋼和高反射材料時(shí)，嘴板距一般高壓輔助氣流將熔化的金屬從割縫中吹出。
除以上的5種主要因素外還有光束模式、陶瓷體、激光功率、切割速度、輔助氣體、光束與噴嘴孔的同軸度等影響因素。
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