激(ji)(ji)光切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)技術是一(yi)種先進(jin)的(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)工(gong)具,其原理(li)是利用高功率高密度激(ji)(ji)光束照(zhao)射被切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)材料,通過高溫(wen)加熱至汽(qi)化溫(wen)度,形成(cheng)(cheng)孔洞,再(zai)連續移動激(ji)(ji)光束,完成(cheng)(cheng)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)。該(gai)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)法是熱切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)處理(li)的(de)一(yi)種。激(ji)(ji)光切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)高效環保,切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)質(zhi)量好,速度快(kuai),提升切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)效率,逐(zhu)漸取代傳統的(de)刀(dao)具切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)方式。但是,激(ji)(ji)光切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)過程中也(ye)有很(hen)多因(yin)素在影響(xiang)被切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)材料的(de)完成(cheng)(cheng)質(zhi)量。
影響激光(guang)切割(ge)機切割(ge)質量的因素(su)包括切割(ge)速度、焦點位(wei)置、輔助氣體(ti)、激光(guang)輸出功率(lv)以及工件特性等(deng)。
1、激光輸出功率(lv)
激光切(qie)割機是連續波輸出的(de)激(ji)光(guang)束產生能(neng)量的(de),激(ji)光(guang)功率(lv)大小(xiao)和模(mo)(mo)式選(xuan)擇都會對切(qie)割(ge)質量有影(ying)響。實際(ji)操作時(shi),通常是調整到較大功率(lv)來(lai)滿(man)足切(qie)割(ge)較厚的(de)材料。此時(shi)光(guang)束模(mo)(mo)式(光(guang)束能(neng)量在(zai)(zai)橫斷面(mian)上的(de)分布)顯得更加重要。在(zai)(zai)小(xiao)于(yu)大功率(lv)狀(zhuang)況下(xia)焦點處(chu)卻(que)獲(huo)得較高功率(lv)密(mi)度,并獲(huo)得較佳(jia)切(qie)割(ge)質量。在(zai)(zai)激(ji)光(guang)器整個有效(xiao)工作壽命期間(jian),模(mo)(mo)式并不一(yi)致。光(guang)學元件的(de)狀(zhuang)況、激(ji)光(guang)工作混合(he)氣體細微的(de)變化和流量波動,都會影(ying)響模(mo)(mo)式機構。
2、焦(jiao)點位置調整
焦(jiao)(jiao)點(dian)與(yu)工(gong)件(jian)表(biao)面的相對位(wei)置(zhi)對保證切(qie)割(ge)質量(liang)尤為重(zhong)要。大(da)多數情況下,切(qie)割(ge)時焦(jiao)(jiao)點(dian)位(wei)置(zhi)剛處在(zai)(zai)工(gong)件(jian)表(biao)面,或稍微在(zai)(zai)表(biao)面以下。在(zai)(zai)整個切(qie)割(ge)過程中(zhong),確(que)保焦(jiao)(jiao)點(dian)與(yu)工(gong)件(jian)相對位(wei)置(zhi)恒(heng)定(ding)是獲(huo)得穩定(ding)的切(qie)割(ge)質量(liang)的重(zhong)要條(tiao)件(jian)。當焦(jiao)(jiao)點(dian)處于較(jiao)佳(jia)位(wei)置(zhi)時,割(ge)縫較(jiao)小、效率(lv)較(jiao)高(gao),較(jiao)佳(jia)切(qie)割(ge)速度可(ke)獲(huo)得較(jiao)佳(jia)切(qie)割(ge)結果。在(zai)(zai)大(da)多數應用(yong)情況下,光束焦(jiao)(jiao)點(dian)調整到剛處于噴(pen)嘴(zui)下。噴(pen)嘴(zui)與(yu)工(gong)件(jian)表(biao)面間距一般為1.5mm左右。
激光(guang)束(shu)聚(ju)焦后光(guang)斑(ban)大小與透鏡焦長成正比,光(guang)束(shu)經短(duan)焦長透鏡聚(ju)焦后光(guang)斑(ban)尺(chi)寸很(hen)(hen)小,焦點(dian)處功率密(mi)度很(hen)(hen)高(gao),對材料(liao)切割(ge)很(hen)(hen)有(you)(you)利;缺點(dian)是焦深很(hen)(hen)短(duan),調(diao)節(jie)余量小,比較適用于(yu)高(gao)速(su)切割(ge)薄型(xing)材料(liao)。長焦長透鏡有(you)(you)較寬焦深,具有(you)(you)足夠功率密(mi)度,比較適合(he)切割(ge)厚工件。
3、切割速度
材料(liao)的(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度(du)(du)(du)與(yu)激光(guang)功率(lv)(lv)密度(du)(du)(du)成(cheng)(cheng)正(zheng)比,即(ji)增加功率(lv)(lv)密度(du)(du)(du)可提高切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度(du)(du)(du)。切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度(du)(du)(du)與(yu)被切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)材料(liao)的(de)密度(du)(du)(du)(比重)和厚度(du)(du)(du)成(cheng)(cheng)反比。當(dang)其他參數保持不(bu)變(bian),提高切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)速度(du)(du)(du)的(de)因素是:提高功率(lv)(lv)(在一定范圍內,如(ru)500~2 000W);改善光(guang)束模(mo)式(shi)(如(ru)從高階模(mo)到低階模(mo)直至TEM00);減小聚焦(jiao)光(guang)斑尺寸(如(ru)采用短(duan)焦(jiao)距透鏡聚焦(jiao));切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)低起(qi)始(shi)蒸發能的(de)材料(liao)(如(ru)塑料(liao)、有機玻璃(li)等);切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)低密度(du)(du)(du)材料(liao)(如(ru)白松木等);切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)薄型材料(liao)。
4、輔助氣體壓力
材(cai)料(liao)運(yun)用激(ji)光(guang)切割機切割都(dou)需要(yao)使用輔助(zhu)氣(qi)(qi)體,氣(qi)(qi)體壓力大小是個極(ji)為重要(yao)的因素(su)。輔助(zhu)氣(qi)(qi)體與(yu)激(ji)光(guang)束同(tong)軸噴(pen)出,保護透鏡免受污染并(bing)吹走切割區底部(bu)熔(rong)渣。對非金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)和部(bu)分(fen)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao),使用壓縮(suo)空氣(qi)(qi)或(huo)惰(duo)性氣(qi)(qi)體,處(chu)理融化和蒸發材(cai)料(liao),同(tong)時抑制(zhi)切割區過度燃燒(shao)。
對大多數金屬激光切割機則使用活性氣體(只要是O2),形成與熾熱金屬發生氧化放熱反應,這部分附加熱量可提高切割速度1/3~1/2。當高速切割薄型材料時,需要較高的氣體壓力以防止切口背面粘渣(熱粘渣到工件上還會損傷切邊)。當材料厚度增加或切割速度較慢時則氣體壓力宜適當降低,為了防止塑料切邊霜化,也以較低氣體壓力切割為好。