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發布時間：2020-12-22 07:57
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小型紫銅激光切割機
激光切割的優點之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度與面積成反比，所以焦點光斑直徑盡可能的小，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CO2激光切割機工業應用中廣泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。實際焦點光斑直徑在0.1~0.4mm之間。對于高質量的切割,有效焦深還和透鏡直徑及被切材料有關。例如用5〃的透鏡切碳鋼,焦深為焦距的 2%范圍內,即5mm左右。因此控制焦點相對于被切材料表面的位置十分重要。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；激光切割機在接到計算機的指令后會根據軟件產生的飛行路線進行自動切割。 6mm的碳鋼,焦點在表面之上； 6mm的不銹鋼,焦點在表面之下。具體尺寸由實驗確定。
（1）穿孔：(Blast drilling)，材料經連續激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由與激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小與板厚有關,穿孔平均直徑為板厚的一半,因此對較厚的板穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在要求較高的零件上使用（如石油篩縫管）,只能用于廢料上。此外由于穿孔所用的氧氣壓力與切割時相同,飛濺較大。這種切割過程主要內容是：激光束加熱脆性材料小塊區域，引起該區域大的熱梯度和嚴重的機械變形，導致材料形成裂縫。
（2）脈沖穿孔：（Pulse drilling）采用高峰值功率的脈沖激光使少量材料熔化或汽化,常用空氣或氮氣作為輔助氣體,以減少因放熱氧化使孔擴展,氣體壓力較切割時的氧氣壓力小。每個脈沖激光只產生小的微粒噴射,逐步深入,因此厚板穿孔時間需要幾秒鐘。一旦穿孔完成,立即將輔助氣體換成氧氣進行切割。這樣穿孔直徑較小,其穿孔質量優于穿孔。為此所使用的激光器不但應具有較高的輸出功率；在廣告行業主要適用于木板、雙色板、有機玻璃、彩色紙等材料的加工。更重要的時光束的時間和空間特性,因此一般橫流CO2激光器不能適應激光切割的要求。
脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統,以實現氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時間的控制。在采用脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質量的切口,從工件靜止時的脈沖穿孔到工件等速連續切割的過渡技術應以重視。從理論上講通常可改變加速段的切割條件：如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,但實際上由于時間太短改變以上條件的可能性不大。在工業生產中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現實,具體方法有以下三種：（1）改變脈沖寬度；（2）改變脈沖頻率；因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴,其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。（3）同時改變脈沖寬度和頻率。實際結果表明,第（3）種效果好。
影響激光切割質量的因素很多，激光切割的一個重要優點在于可以對過程中的主要因素實施高度控制，使切割出的工件充分滿足客戶的要求，并且重復性很好。這些主要因素由切割速度、焦點位置、輔助氣體壓力、激光輸出功率等工藝參數構成。
除了以上4個的變量以外，可能對切割質量產生影響的因素還包括光束參數（模式和功率、激光束的偏振、激光束的聚焦、脈沖波光束）和工件特性（材料表面反射率、材料表面狀態），以及割炬和噴嘴、外光路系統、工件固定等其他因素。
隨著金屬加工行業的發展，金屬激光切割機的優勢也越來越明顯，所占地位比重越來越大。
