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激光切割機與傳統切割機的比較

時間:2019-05-31 10:36:07 瀏覽:

 與傳統的氧乙炔、等離子等切割工藝相比,激光切割速度快、切縫窄、熱影響區小、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑,同時可激光切割機的材料種類多,包括碳鋼、不銹鋼、合金鋼、木材、塑料、橡膠、布、石英、陶瓷、玻璃、復合材料等。隨著市場經濟的飛速發展和科學技術的日新月異,激光切割技術已廣泛應用于汽車、機械、電力、五金以及電器等領域。近年來,激光切割技術正以前所未有的速度發展,每年都以15%~20%的速度增長。我國自1985年以來,更是以每年近25%的速度增長。當前,我國激光切割技術的整體水平與先進國家相比還存在著不小的差距,因此,在國內市場激光切割技術具有廣闊的發展前景和巨大的應用空間  。
激光切割機在切割過程中,光束經切割頭的透鏡聚焦成一個很小的焦點,使焦點處達到高的功率密度,其中切割頭固定在z軸上。這時,光束輸入的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散的部分熱量,材料很快被加熱到熔化與汽化溫度,與此同時,一股高速氣流從同軸或非同軸側將熔化及汽化了的材料吹出,形成材料切割的孔洞。隨著焦點與材料的相對運動,使孔洞形成連續的寬度很窄的切縫,完成材料的切割。
    當前,激光切割機的外光路部分主要采用的是飛行光路系統。從激光發生器發出的光束經過反射鏡1、2、3到達切割頭上的聚焦透鏡,聚焦后在待加工材料表面形成光斑。其中反射鏡片1固定在機身上不動;橫梁上反射鏡2隨著橫梁的運動作x向運動;z軸上的反射鏡片3隨z軸的運動作y向的運動。從圖中不難看出,在切割過程中,隨著橫梁作x向運動,z軸部分作y向運動,光路的長度時刻發生著變化  。
    目前,民用激光發生器由于制造成本等原因,所發出的激光光束都具有一定的發散角,呈“錐形”。當“錐形”的高度改變時(相當于激光切割機光路長度改變),聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變。此外,光還具有波的性質,因此,不可避免地會出現衍射現象,衍射會使光束在傳播過程中發生橫向擴展,該現象存在于所有的光學系統中,能夠決定這些系統在性能方面的理論非常限值。由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用,當光路長度變化時,作用在透鏡表面的光束直徑時刻發生著變化,這就會引起焦點大小和焦點深度的變化,但對焦點位置的影響很小。如果焦點大小和焦點深度在連續加工中發生變化,必然會對加工產生很大影響,比如,會造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會割不透或燒蝕板材等。

激光切割機

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