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              高精度激光切割設備的焦點位置控制技術

                     高精度激光切割設備是將從激光器發射出的激光,經光路系統,聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件達到熔點或沸點,同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對位置的移動,使材料形成切縫,從而達到切割的目的。
                     激光切割的優點之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度與面積成反比,所以焦點光斑直徑盡可能的小,以便產生一窄的切縫;同時焦點光斑直徑還和透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡焦深越小,焦點光斑直徑就越小。
                     但切割有飛濺,透鏡離工件太近容易將透鏡損壞,因此一般大功率高精度激光切割設備工業應用中采用5"~7.5"(127~190mm)的焦距。實際焦點光斑直徑在0.1~0.4mm之間。對于高質量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關。因此控制焦點相對于被切材料表面的位置很重要。顧慮到切割質量、切割速度等因素,原則上6mm的金屬材料,焦點在表面上;6mm的碳鋼,焦點在表面上;6mm的不銹鋼,焦點在表面下。具體尺寸由實驗確定。
                     在高精度激光切割設備生產中確定焦點位置的簡便方法有三種:
                     (1)打印法:使切割頭從上往下運動,在塑料板上進行激光束打印,打印直徑較小處為焦點。
                     (2)斜板法:用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動,尋找激光束的較小處為焦點。
                     (3)藍色火花法:去掉噴嘴,吹空氣,將脈沖激光打在不銹鋼板上,使切割頭從上往下運動,直至藍色火花較大處為焦點。
              2022/11/14 09:25:36 1965 次

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