Temeljni čimbenici koji utječu na efekt fokusiranja u kontroli snopa laserskih strojeva za rezanje
1. Karakteristike i parametri optičkih elemenata
(1) {. FOCION LENS MATERIJAL I Performans
Odabir materijala:
Silikonsko staklo: pogodno za ultraljubičasto lasere (otporan na visoku energiju, nisku apsorpciju) .
Silicij/germanij kristal: pogodan za CO₂ lasere (10 . 6 μm valna duljina, visoka infracrvena propusnost).
Spojeni silicij: pogodan za vlaknaste lasere (1 {. 06 μm valna duljina, dobra toplinska stabilnost).
Ključni parametri:
Žarišna duljina: što je kraća žarišna duljina, što je manji promjer toka (promjer spota ≈ 1 . 22 × valna duljina × promjer žarišne duljine / leće), ali žarišna dubina (raspon jasnoće fokusiranja) postaje plitka, prikladna za rezanje tankog materijala; Duga žarišna duljina pogodna je za debele materijale, izbjegavajući fokusiranje pomaka uzrokovanog površinskim valovima materijala.
Promjer leće: što je veći promjer, to je jača sposobnost koncentracije, to je veća gustoća energije, ali će povećati volumen optičkog sustava .
(2) . Točnost i oblaganje reflektora
Površinska ravna: površinska hrapavost reflektora mora biti<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="">
Proces premaza:
CO₂ Laser Reflector: Zlatni premaz (stopa refleksije> 98%) .
Vlaknasti laserski reflektor: Premaz visokog refleksije (brzina refleksije> 99 . 5%), smanjuje gubitak energije.
2. kvaliteta snopa laserskog izvora
(1) . laserska valna duljina
Kraća je valna duljina, što je manji promjer fokusirane svjetlosne točke (na primjer, za ultraljubičasti laser s λ=0.355 µm, fokusirana svjetlosna točka može biti manja od 10 µm; prikladna je za precizno obradu; za predisu {{2} {2} {2} je. niže) .
(2) . Način snopa (M² faktor)
Osnovni način rada (TEM₀₀): Energija snopa raspoređena je u Gaussovom uzorku, a fokusirana svjetlosna mrlja ima dobru zaobljenost i koncentriranu energiju (m²=1), kao što je laser vlakana velike snage .
Način višeg reda (TEMMN): Raspodjela energije se raspršuje, usredotočena svjetlosna točka postaje veća, a učinkovitost rezanja smanjuje se (na primjer, za laser niske snage, m² ≈ 10-20) .
(3) . stabilnost snage
Kad laserska snaga fluktuira za više od ± 5%, fokusirana gustoća energije postaje nestabilna, što rezultira nedosljednom dubinom rezanja (na primjer, za fluktuaciju snage vlakana od 10 kW od ± 100W, može utjecati na kvalitetu rezanja metala veće od 5 mm) .
3. Mehanička i točnost kontrole pokreta
(1) . stabilnost sustava optičkog puta
Čvrstoća mehaničke strukture: vibracija laserskog nosača i radnog staza trebala bi biti manja od 50 µm; Inače, položaj fokusiranja će se pomaknuti (na primjer, kada je brzina rezanja 10 m/min, vibracija od 100 µM uzrokovat će rezna odstupanju od ruba) .
Sustav hlađenja: Kada temperaturna promjena leće/reflektirajućeg ogledala prelazi 2 stupnja, toplinska deformacija promijenit će žarišnu duljinu (sustav hlađenog vodenom ili zračnom hlađenjem mora biti opremljen, s točnošću kontrole temperature od ± 0 .} 5 stupnjeva).
(2) . performanse sustava dinamičkog fokusiranja
Brzina odziva fokusiranja: Prilikom rezanja debelih materijala ili zakrivljenih površina, mehanizam za fokusiranje trebao bi dovršiti podešavanje žarišne duljine unutar 50 ms (za vlaknasto lasersko rezanje 20 mM ugljičnog čelika, pogreška dinamičke fokusiranja trebala bi biti <± 0 . 1 mm).
Z-osi točnost pozicioniranja: Preciznost vodiča Z-osi vođena servo motorom mora doseći ± 0 . 01 mm kako bi se izbjeglo odstupanje usredotočenosti visine.
4. okruženje i prateći faktori
(1) . temperatura okoliša i vlaga
Kad temperatura fluktuira za više od 3 stupnja /h, promjena indeksa loma zraka uzrokuje odstupanje od snopa (preporučljivo je zadržati temperaturu radionice na 25 ± 2 stupnja); Kad vlaga prelazi 70%, leća je sklona maglicama, a odvlaživač mora biti opremljen .
(2) . čistoća zraka
Kad je koncentracija prašine veća od 0 . 5mg/m³, prašina se pridržava na površini leće, što rezultira gubitkom energije većim od 10% (instalirajte pokrov prašine + pročišćivač zraka i redovito obrišite leću apsolutnim etanolom).
(3) . Pomoćne smetnje plina
Kad tlak plina fluktuira za više od 0 . 1MPA, protok plina može poremetiti put snopa (na primjer, prilikom rezanja kisikom, tlak plina bi trebao biti stabilan na 0.6-1.0 MPa); Kad plin sadrži naftu i sadržaj vlage prelazi 50ppm, on će kontaminirati leću.
5. podudaranje parametra procesa
(1) . brzina rezanja i fokusiranje
Kad je brzina rezanja prebrza (E . g . Brzina rezanja za 10 mm ugljični čelik> 1m/min), fokus je potrebno prilagoditi (pomaknite fokus prema gore za 0 . 5 mm) kako biste izbjegli akumulaciju šljake; Ako je brzina prespora, fokus treba spustiti kako bi se proširila zona zahvaćena toplinom.
(2) . stanje površine materijala
Kada je debljina oksidnog sloja ili mrlje ulja na površini materijala veća od 50 μm, laserska reflektivnost raste (na primjer, reflektivnost zahrđave čelične ploče je 30% veća od one glatke čelične ploče), a potrebno je unaprijed očistiti ili povećati kompenzaciju snage .}
----- Rayther Laser Camila Wang