湖南激光切割机厂家的行业须知「在线咨询」

   目前，民用激光发生器由于制造成本等原因，所发出的激光光束都具有一定的发散角，呈“锥形”。当“锥形”的高度改变时（相当于激光切割机光路长度改变），聚焦透镜表面的光束横截面面积也随之改变。此外，光还具有波的性质，因此，不可避免地会出现衍射现象，衍射会使光束在传播过程中发生横向扩展，该现象存在于所有的光学系统中，能够决定这些系统在性能方面的理论极限值。由于高斯光束呈“锥形”和光波的衍射作用，当光路长度变化时，作用在透镜表面的光束直径时刻发生着变化，这就会引起焦点大小和焦点深度的变化，但对焦点位置的影响很小。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种：（1）改变脉冲宽度。如果焦点大小和焦点深度在连续加工中发生变化，必然会对加工产生很大影响，比如，会造成切割缝宽度不一致、在相同切割功率下会割不透或烧蚀板材等 。

    顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上； 6mm的碳钢,焦点在表面之上； 6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种：

    （1）打印法：使切割部件从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径小处为焦点。

    （2）斜板法：用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的小处为焦点。

    （3）蓝色火花法：去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割部件从上往下运动,直至蓝色火花大处为焦点。

   为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔（Laval）喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器,透镜焦距2.5〃,采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验,见图4。试验结果如图5所示：分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa（或4bar）时切割速度只能达到2.75m/min（碳钢板厚为2mm）。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大,速度要高,以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射,使切割压力呈周期性的变化。

    激光切割加工过程中，对于激光切割的粗糙度是有要求的，特别是中厚板的工件，在切割过程中如果不注意的话很有可能造成切割的失误，所在一般都要求必须控制激光切割机切割面的粗糙度。一般在激光密封的光路之中，都会使用干燥、无油、无尘的正压空气来保证大气中的灰尘、杂质无法进入光路之中,从而达到防止光学镜片的污染目的。对于厚度2mm以上板材的激光切割，切割面粗糙度的分布是不均匀的，沿厚度方向差别很大，其变化状况有两个显著的特点： 

　1)切割面的形貌分为截然不同的两部分，上部表面平整光滑，切割条纹整齐、细密，粗糙度值小；下部切割条纹紊乱，表面不平整，粗糙度值大。上部具有激光束直接作用的特点，下部则有熔化金属冲刷的特征。

   2)切割面上部区域内的表面粗糙度大体上是均匀一致的，不随高度而变化;而下部区域的表面粗糙度则随高度而变化，越靠近下缘，表面粗糙度值越大，下缘处的表面粗糙度达到大值。无论是连续激光切割机激光切割，还是脉冲激光切割，切割面都显示有明显的上、下两部分，所不同的是脉冲激光切割面上部的切割条纹与脉冲频率有对应关系：频率越高，条纹越细密，表面粗糙度越值而连续激光切割时切割面上部的切割条纹密度和表面粗造度则主要与切割速度有关。对于容易受热破坏的脆性材料，通过激光束加热进行高速、可控的切断，称为控制断裂切割。

   因此在评价切割面质量时应以下缘表面粗糙度为基准。但真正的下缘只是一根线，其粗糙度难于测量，这可以通过测量临近下缘处的粗糙度代替。