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42CrMo鋼板激光切割的技術類型有哪些?

  42CrMo鋼板的激光切割技術有兩種:一種是脈沖激光適用于金屬材料。二是連續激光適用于非金屬材料,是激光切割技術的重要應用領域。

  激光切割機的幾項關鍵技術是光機電一體化技術。在激光切割機床中,激光束的參數、機床和數控系統的性能和精度都直接影響激光切割的效率和質量。特別是對于切削精度高或厚度厚的零件,必須掌握和解決以下關鍵技術。

  焦點位置控制技術

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  激光切割的優點之一是光束能量密度高,一般為10W/cm2。因為能量密度與面積成反比,焦點光斑的直徑盡可能小,以便產生一個窄縫;同時,焦點光斑直徑也與透鏡的焦深成正比。聚焦透鏡的焦深越小,焦點光斑的直徑越小。然而,切割時會有飛濺,并且透鏡離工件太近,因此57.5(127 ~ 190毫米)的焦距被廣泛應用于大功率CO2激光切割機的工業應用中。實際焦點光斑直徑在0.1到0.4毫米之間。對于高質量的切割,有效焦深也與透鏡直徑和要切割的材料有關。比如用5”鏡頭切割碳鋼,焦深在焦距的2%以內,也就是5 mm左右,所以控制焦點相對于被切割材料表面的位置是非常重要的。綜合考慮切割質量、切割速度等因素,原則上6mm金屬材料的焦點在表面;6mm碳鋼,聚焦表面;6mm不銹鋼,焦點在表面以下。具體尺寸由實驗確定。

  工業生產中有三種確定焦點位置的簡單方法:

  (1)印刷方法:使切割頭上下移動,用激光束在塑料板上印刷,以印刷直徑最小為焦點。

  (2)斜板法:用與垂直軸成一定角度傾斜的塑料板水平拉動,找到激光束的最小位置作為焦點。

  (3)藍火花法:拆下噴嘴,吹氣,用脈沖激光擊打不銹鋼板,使切割頭上下移動,直到藍火花成為焦點。

  對于飛行光路切割機來說,由于光束的發散角,近端和遠端的光程長度不同,聚焦前的光束尺寸也不同。入射光束的直徑越大,焦點光斑的直徑越小為了減少聚焦前光束尺寸變化引起的焦點光斑尺寸變化,國內外激光切割系統制造商提供了一些特殊的裝置供用戶選擇:

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  (1)準直器。這是一種常見的方法,即在CO2激光器的輸出端增加一個準直器來擴展光束。擴束后,光束直徑變大,發散角變小,使近、遠端聚焦前的光束尺寸在切割工作范圍內接近相同。

  (2)在切割頭上增加了一個獨立的移動鏡頭下軸,這是兩個獨立的部件,Z軸控制噴嘴和材料表面之間的距離。機床工作臺移動或光軸移動時,光束的F軸同時從近端向遠端移動,使光束聚焦后的光斑直徑在整個加工區域保持一致。

  (3)控制聚焦鏡(通常是金屬反射聚焦系統)的水壓。如果聚焦前光束尺寸變小,焦點光斑直徑變大,自動控制水壓改變聚焦曲率,使焦點光斑直徑變小。

  (4)飛行光路切割機增加了X和Y方向的補償光路系統。即,當切割遠端的光程長度增加時,補償光路縮短;相反,當切割近端的光程長度減小時,補償光路增加以保持光程長度一致。

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