Els factors bàsics que influeixen en l'efecte enfocant en el control del feix de les màquines de tall làser
1. Característiques i paràmetres de l'element òptic
(1) . Focus Material i rendiment
Selecció de material:
Vidre de silici: adequat per a làsers ultraviolats (resistents a energia alta, baixa absorció) .
Silicon/Germanium Crystal: Apte per a làsers de co₂ (10 . longitud d'ona de 6 μm, alta transmissió d'infrarojos).
Sílice fusionada: adequada per a làsers de fibra (1 . de 06 μm de longitud d'ona, bona estabilitat tèrmica).
Paràmetres clau:
Longitud focal: com més curta sigui la longitud focal, més petit és el diàmetre de la taca (diàmetre de la taca ≈ 1 . 22 × longitud d'ona × longitud focal / diàmetre de la lent), però la profunditat focal (rang de claredat de focal) es fa més dispart, adequada per a un tall de material prim; La longitud focal llarga és adequada per a materials gruixuts, evitant el canvi d’enfocament causat per les ondulacions de la superfície del material.
Diàmetre de la lent: com més gran sigui el diàmetre, més forta és la capacitat de concentració, més gran és la densitat d’energia, però augmentarà el volum del sistema òptic .
(2) . precisió i recobriment dels reflectors
Flantesa superficial: la rugositat superficial del reflector ha de ser<λ 10="" (λ="" is="" the="" laser="" wavelength),="" otherwise="" it="" will="" cause="" the="" divergence="" angle="" of="" the="" light="" beam="" to="" increase="" and="" the="" focused="" spot="" to="">
Procés de revestiment:
Co₂ Reflector làser: recobriment d'or (taxa de reflexió> 98%) .
Rector làser de fibra: recobriment de reflexió alta (taxa de reflexió> 99 . 5%), redueix la pèrdua d'energia.
2. La qualitat del feix de la font làser
(1) . longitud d'ona làser
Com més curta sigui la longitud d’ona, més petit sigui el diàmetre de la taca de llum centrada (per exemple, per a làser ultraviolet amb λ=0.355 μm, el punt de llum focal inferior) .
(2) . mode de feix (factor m²)
Mode bàsic (TEM₀₀): L’energia del feix es distribueix en un patró gaussia
Mode d'ordre superior (TEMMN): la distribució d'energia es dispersa, el punt de llum centrat es fa més gran i l'eficiència de tall disminueix (per exemple, per a làser de co₂ de baixa potència, m² ≈ 10-20) .
(3) . Estabilitat de potència
Quan la potència làser fluctua en més de ± 5%, la densitat d’energia centrada es fa inestable, donant lloc a una profunditat de tall inconsistent (per exemple, per a la fluctuació de potència de làser de fibra de 10kW de ± 100W, pot afectar la qualitat de tall de metalls més gran de 5mm) .
3. Precisió mecànica i de control de moviment
(1) . estabilitat del sistema de ruta òptica
Rigidesa de l'estructura mecànica: la vibració del suport del capçal làser i la taula de treball hauria de ser inferior a 50 μm; En cas contrari, la posició d’enfocament canviarà (per exemple, quan la velocitat de tall sigui de 10 m/min, una vibració de 100 μm provocarà una desviació d’avantguarda) .
Sistema de refrigeració: quan el canvi de temperatura de la lent/mirall reflectant supera els 2 graus, la deformació tèrmica canviarà la longitud focal (cal equipar un sistema refrigerat per aigua o refrigerat per aire, amb una precisió de control de temperatura de ± 0 . 5 graus).
(2) . Rendiment del sistema d'enfocament dinàmic
Velocitat de resposta de focus: Quan es tallen materials gruixuts o superfícies corbes, el mecanisme d’enfocament ha de completar l’ajust de la longitud focal dins de 50 ms (per a un tall de làser de fibra de 20 mM d’acer al carboni, l’error d’enfocament dinàmic hauria de ser <± 0 . 1 mm).
Precisió de posicionament de l'eix Z: La precisió de la guia de l'eix Z impulsada pel servo motor ha d'arribar a ± 0 . 01 mm per evitar la desviació d'alçada.
4. entorn i factors de suport
(1) . temperatura i humitat ambiental
Quan la temperatura fluctua en més de 3 graus /h, el canvi en l’índex de refracció d’aire fa que el feix es desviï (és recomanable mantenir la temperatura del taller a 25 ± 2 graus); Quan la humitat supera el 70%, la lent és propensa a la boira i cal equipar un deshumidificador .
(2) . neteja d'aire
Quan la concentració de pols és superior a 0 . 5mg/m³, la pols s’adhereix a la superfície de la lent, donant lloc a una pèrdua d’energia superior al 10% (instal·leu una coberta de pols + purificador d’aire i netegeu la lent amb etanol absolut regularment).
(3) . interferència de gas auxiliar
Quan la pressió del gas fluctua per més de 0 . 1MPa, el flux de gas pot pertorbar la ruta del feix (per exemple, quan es talla amb oxigen, la pressió del gas ha de ser estable a 0.6-1.0 mPa); Quan el gas conté oli i el contingut d’humitat supera els 50 ppm, contaminarà la lent.
5. Paràmetre del procés coincideix
(1) . velocitat de tall i posició de focus
Quan la velocitat de tall és massa ràpida (e . g . La velocitat de tall per a l'acer de carboni de 10 mm> 1m/min), s'ha d'ajustar el focus (mou el focus cap amunt per 0 . 5mm) per evitar acumulació d'escolta; Si la velocitat és massa lenta, cal baixar el focus per ampliar la zona afectada per la calor.
(2) . Material Condició de la superfície
Quan el gruix de la capa d'òxid o la taca d'oli a la superfície del material és superior a 50 μm, la reflectivitat del làser augmenta (per exemple, la reflectivitat de la placa d'acer rovella
----- rayther laser camila wang