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1、交蕊石比动ange大功率激光切割质量影响因素苏州领创激光科技有限公司(江苏2,5332)张鹏程宋维建金属热切割(激光切割类)行业目前主要参照执两个平面差补轴,一般要求在0.OZmm/min以内行德国DIN2310一l和1509013两个标准评价指(4)运动部件的刚性和强度运动部件的刚性标分为两个:切口断面指标,包括挂渣断面粗和强度是机床动态性能的载体加速度的高低是影糙度切口斜度热影响区形位公差,包括孔响激光切割性能的重要指标1.馆以上的加速度将的圆度位置精度重复精度热变形是激光设备的主流选择影响切割质量的因素主要有以下几个方面(5)导光系统的影响
2、当前激光设备供应商主1.激光器的类型导机型是飞行光路结构,由干气体激光光束的发散特性,决定了光束传输过程中不同光程处的光斑大目前市场上用于金属切割的激光器主要有c02小不一致,势必影响聚焦能量和焦点的变化,导致和光纤激光两种,因波长不同各有自身的特点,选加工幅面内切割质量不同,目前解决的方案是增加择何种激光器视用户加工材料种类和厚度而异,1机械强制恒光路或准直扩束光纤激光不存在光程一6mm光纤切割速度优势明显,6一12m二者出差变化问题某2000W快轴流激光器光程与光束直异不大,12mm以上前者有些优势,二者都可用于径关系如图2所示领创激光与国外联合设计的光碳钢和不锈钢的
3、切割,只是光纤更擅长薄板切割,路稳定装置(局部)(见图3)在6mxZm的全飞行光后者对干铜,铝等高反材料的切割能力优干前者路下保持焦点巨定2.机床本身的结构,性能和精度300000,Mode(rnaxlrnumfullburnd一ameter)2500(l)机床调水平激光切割机属于高精度加2000工设备,不但光路传输需要极高的精度保证,而且15.00由干运行速度越来越快,较高的水平度是设备稳定000Theoretzeal/eZdlallerer的基础,一般达到0.02mm/min激光的精细加工5.00O如图l所示(2)数控轴的垂图2某200w快轴流激光器光程与
4、光束直径关系直度和平行度X一Y,Z一X,Z一Y(X,一凡)三轴垂直度达到0.03mm以上方能保证切割零件的相邻边的图3领创激光与国外联合设计的光路稳定装置(局部)垂直误差图1激光的精细加工(3)定位精度和3.光学元器件及其性能的影响重复定位精度各数控轴的定位精度和重复定位精(l)反射镜(全反镜和圆偏镜)一般选用铜度是激光设备的主要几何精度指标,尤其是xY基材料,其表面镀膜材料决定了反射率的大小,高爹荡户了冷加工20下2年第了2期39彩溉忠蒸nge功率激光传导一般要求直接水冷,内部水冷通道4.光学特性结构是主要影响因素;保持镜面清洁和反射面精和主要参数的影度(X一Y平行或垂直
5、)是光束传导正常的必要条响因素件保持镜面清洁有利于改善断面粗糙度和提高(l)激光切割速度通过每组镜片的光束位置误差一般控制功率激光功率图7拉瓦尔喷嘴在Zmm以内较好镀金膜铜反射镜如图4所示大小的选择主要(2)聚焦镜聚是与切割厚度,材料种类和加工速度有关(见图焦镜是激光切割的主8),一般功率越大加工厚度越大,切割速度越要元件,目前C02激快,当下用于大功率切割的功率大概在l一6kw之光主要采用Znse材间;切割不锈钢或高反射材料也需要高功率功率料,聚焦镜从空间结不足会导致切不透,功率过大将导致过烧,断面粗构上可分为平凸透镜糙度下降(见图5)双月透(2)进给速率切割速
6、度过大或过小都将导镜和非球面透镜(见致断面挂渣和粗糙度下降并直接影响热变形的大图4镀金膜铜反射镜图6)三种,平凸透小与功率喷嘴直径嘴板距辅助气体压力镜能满足绝大多数加工需要但双月透镜及非球离焦量合理匹配达到最佳的切割效果1一n一n:gm/mIn面透镜可以实现更精细的聚焦焦距目前应用最2一nm:7一们/m一n为广泛的有7.5和5两种,前者用干中厚板的切孑刃,刀件Inlll割,后者切割薄板有优碑产产尸/势;边缘厚度有4.06mm/尸碑.产61们m侧瑕瀚荆三/乒日///洲和7.84mm两种,后者sml刀///尸尸,/////尸/户101翔n一般用于高压切割;其12
7、一刀m破坏形式主要是冷却失C划n-///乡仁151刀m效,镜面受到污染,表Malren.a一)RAEx38o碑一.碑一2()mm0一G:O,_面结露等正确选择镜l:一1127o1der190.5r刀一m15225片有利于改善断面粗糙功率/kw度和斜度图5平凸透镜图8RofinDC030切割碳钢板功率厚度进给速率关系(3)切割喷嘴切(3)焦距和离焦量一般而言,切割厚板采用割喷嘴是激光切割设备7.5尸长焦,薄板切割采用5短焦,这是由于长焦光的主要易损件,视切割腰长,更有利于得
