Основните фактори, влияещи върху ефекта на фокусиране в контрола на лъча на лазерните машини за рязане
1. Характеристики и параметри на оптичните елементи
(1) . Фокусиран материал и производителност
Избор на материали:
Силиконово стъкло: Подходящо за ултравиолетови лазери (устойчиви на висока енергия, ниска абсорбция) .
Силиконов/германски кристал: Подходящ за Co₂ лазери (10 . 6 μm дължина на вълната, висока инфрачервена пропускливост).
Слетен силициев диоксид: Подходящ за влакнести лазери (1 . 06μm дължина на вълната, добра термична стабилност).
Ключови параметри:
Фокусно разстояние: Колкото по -кратко е фокусното разстояние, толкова по -малък е диаметърът на петното (диаметър на петното ≈ 1 . 22 × дължина на вълната × фокусно разстояние / диаметър на лещата), но фокусната дълбочина (обхват на яснотата на фокусирането) става по -плитка, подходяща за тънко рязане; Дългото фокусно разстояние е подходящо за дебели материали, като се избягва фокусирането на изместване, причинено от повърхностните вълни.
Диаметър на лещата: Колкото по -голям е диаметърът, толкова по -силна е способността за концентрация, толкова по -висока е енергийната плътност, но ще увеличи обема на оптичната система .
(2) . Точност и покритие на отражатели
Повърхностна плоскост: Грубостта на повърхността на отражателя трябва да бъде<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="">
Процес на покритие:
Co₂ Laser Reflector: златно покритие (скорост на отражение> 98%) .
Лазерен рефлектор на влакната: покритие с високо отражение (скорост на отражение> 99 . 5%), намалява загубата на енергия.
2. Качеството на лъча на лазерния източник
(1) . лазерна дължина на вълната
The shorter the wavelength, the smaller the diameter of the focused light spot (for example, for ultraviolet laser with λ=0.355 μm, the focused light spot can be less than 10 μm; it is suitable for precision processing; for CO₂ laser with λ=10.6 μm, the light spot diameter is usually > 50 μm, and the precision is по -ниско) .
(2) . режим на лъча (m² фактор)
Основен режим (TEM₀₀): Енергията на лъча се разпределя по гаусски модел, а фокусираното светлинно петно има добра закръгленост и концентрирана енергия (m²=1), като лазер с висока мощност .
Higher-order mode (TEMmn): The energy distribution is dispersed, the focused light spot becomes larger, and the cutting efficiency decreases (for example, for low-power CO₂ laser, M² ≈ 10-20).
(3) . стабилност на мощността
Когато лазерната мощност се колебае с повече от ± 5%, фокусираната енергийна плътност става нестабилна, което води до непоследователна дълбочина на рязане (например за колебание на лазерната мощност от 10kW от 5 мм).}
3. Механична и точност на контрола на движението
(1) . стабилност на системата на оптичния път
Механична структура твърдост: Вибрацията на скобата на лазерната глава и работна маса трябва да бъде по -малка от 50 μm; В противен случай позицията на фокусиране ще се измести (например, когато скоростта на рязане е 10 m/min, вибрацията от 100 µm ще доведе до отклонение на ръба) .
Система за охлаждане: Когато температурната промяна на огледалото на обектива/отразяващото огледало надвишава 2 градуса, топлинната деформация ще промени фокусното разстояние (трябва да бъде оборудвана система с водно охлаждане или въздушно охлаждане, с точност на контрол на температурата ± 0 . 5 градус).
(2) . производителност на системата за динамично фокусиране
Скорост на фокусиране на реакция: Когато режете дебели материали или извити повърхности, механизмът за фокусиране трябва да завърши регулирането на фокусното разстояние в рамките на 50 ms (за лазерно рязане на влакна 20 mm въглеродна стомана, динамичната грешка на фокусиране трябва да бъде <± 0 . 1 mm).
Точност на позициониране на Z-ос: Прецизността на ръководството за z-ос, задвижвано от серво двигателя, трябва да достигне ± 0 . 01 mm, за да се избегне фокусирането на отклонението на височината.
4. Околна среда и поддържащи фактори
(1) . Температура и влажност на околната среда
Когато температурата се колебае с повече от 3 градуса /h, промяната в показателя на пречупване на въздуха кара лъча да се отклонява (препоръчително е да се поддържа температурата на работилницата на 25 ± 2 градуса); Когато влажността надвишава 70%, обективът е предразположен към замъгляване и трябва да бъде оборудван омазиотерът .
(2) . чистота на въздуха
Когато концентрацията на прах е по -голяма от 0 . 5 mg/m³, прахът се прилепва към повърхността на лещата, което води до загуба на енергия над 10% (инсталирайте прахов капак + пречиствател на въздуха и избършете лещата с абсолютен етанол редовно).
(3) . спомагателна газова интерференция
Когато налягането на газ се колебае с повече от 0 . 1MPa, потокът на газ може да наруши пътя на лъча (например, когато се реже с кислород, налягането на газ трябва да бъде стабилно при 0.6-1.0 MPa); Когато газът съдържа съдържание на масло и влага надвишава 50ppm, той ще замърси обектива.
5. съвпадение на параметъра на процеса
(1) . скорост на рязане и позиция на фокус
Когато скоростта на рязане е твърде бърза (e . g . скоростта на рязане за 10 мм въглеродна стомана> 1 м/мин), фокусът трябва да се регулира (премести фокуса нагоре към 0 . 5 мм), за да се избегне натрупването на шлаки; Ако скоростта е твърде бавна, фокусът трябва да бъде понижен, за да се разшири зоната, засегната от топлина.
(2) . Състояние на повърхността на материала
Когато дебелината на оксидния слой или масленото петно върху повърхността на материала е по -голяма от 50 μm, лазерната отражателна способност се увеличава (например, отразяващата способност на ръждата стоманена плоча е с 30% по -висока от тази на гладка стоманена плоча) и е необходимо да се почисти предварително или да се увеличи компенсацията на мощността .
----- rayther laser camila wang