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高精度鐳射切割裝置的焦點位置控制技術

       高精度鐳射切割裝置是將從鐳射器發射出的鐳射╃╃,經光路系統╃╃,聚焦成高功率密度的鐳射束◕▩。鐳射束照射到工件表面╃╃,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◕▩。
       鐳射切割的優點之一是光束的能量密度高╃╃,一般10W/cm2◕▩。由於能量密度與面積成反比╃╃,所以焦點光斑直徑儘可能的小╃╃,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鐳射切割裝置工業應用中採用5"~7.5"(127~190mm)的焦距◕▩。實際焦點光斑直徑在0.1~0.4mm之間◕▩。對於高質量的切割╃╃,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關◕▩。因此控制焦點相對於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的不鏽鋼╃╃,焦點在表面下◕▩。具體尺寸由實驗確定◕▩。
       在高精度鐳射切割裝置生產中確定焦點位置的簡便方法有三種╃₪↟│·:
       (1)列印法╃₪↟│·:使切割頭從上往下運動╃╃,在塑膠板上進行鐳射束列印╃╃,列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膠板使其水平拉動╃╃,尋找鐳射束的較小處為焦點◕▩。
       (3)藍色火花法╃₪↟│·:去掉噴嘴╃╃,吹空氣╃╃,將脈衝鐳射打在不鏽鋼板上╃╃,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 09:25:36 280 次

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