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安川首钢:MC2000II激光切割系统成功试生产

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  激光切割机在切割过程中,光束经切割头的透镜聚焦成一个很小的焦点,使焦点处达到高的功率密度,其中切割头固定在z轴上。这时,光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分热量,材料很快被加热到熔化与汽化温度,与此同时,一股高速气流从同轴或非同轴侧将熔化及汽化了的材料吹出,形成材料切割的孔洞。随着焦点与材料的相对运动,使孔洞形成连续的宽度很窄的切缝,完成材料的切割 。使孔洞连续形成宽度很窄的切缝当前,激光切割机的外光路部分主要采用的是飞行光路系统。从激光发生器发出的光束经过反射镜1、2、3到达切割头上的聚焦透镜,聚焦后在待加工材料表面形成光斑。其中反射镜片1固定在机身上不动;横梁上反射镜2随着横梁的运动作x向运动;z轴上的反射镜片3随z轴的运动作y向的运动。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”。工作的时候比较稳定)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。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。则是激光电源漏电干扰所致

  激光切割分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。激光熔化切割是用激光加热使金属材料熔化,然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化气体(N2、Ar、He等),依靠气体的强大压力使液态金属排除,形成割缝。激光熔化切割主要用于—些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等,切割质量高。

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