大功率激光切割头的四大组成部分和作用

04, 2019

by 欧锐激光

大功率激光切割头一般由喷嘴、聚焦镜、辅助系统和聚焦跟踪检测系统组成。

(1)喷嘴

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喷嘴一般是与激光切割头同轴的,且形状多样:圆柱形、锥形、缩放型等。喷嘴选取的原则:其口径必须大于聚焦后的光束,也就是说激光束通过喷嘴时不能碰其壁。

喷嘴的口径尺寸时不相同的,大口径的喷嘴对聚焦来的激光束没有很严苛的要求;而口径较小的喷嘴对聚焦后的光束要求较高,要保证激光束的准直性、直径能够完美贴合喷嘴口径。在实际应用过程中,由于辅助气体的出口也在喷嘴部分,选择合适的口径至关重要。如若口径过小会造成喷嘴气场紊乱,反之,喷嘴会因为高温导致部分形变。

喷嘴距子料高度越高会使激光部分能量损耗达不到预期的切割效果;反之,那么会使吹出的熔渣容易进入切割头内部,不仅损坏镜片而且还会使流场紊乱影响焦点位置。但是现在一般都会配有激光头高度跟踪器:LVDT高度传感器和电容高度传感器,来调节高度。

(2)聚焦镜

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聚焦镜位于喷嘴的正上方,主要作用是聚焦光束从而获得一个具有密集能量的光斑。而聚焦镜又可以分为透射、反射两种类型。其中,投射镜一般应用在透射式激光头;反射镜一般用在反射式激光头上。透镜的材料选择范围比较广,其中硒化锌材料以超高的透光率、最低的光吸收率成为透镜材料首选。

正常情况下,聚焦镜的焦距越小,聚焦后光斑的直径就小(焦点出能量密集)、焦深会变浅。当切割厚板材时,焦深较浅会严重影响切割质量,产生毛刺、毛边,不仅如此,焦深较浅会使切割头与板材距离缩短,熔渣容易侵入激光头产生不好的影响。所以,我们应该尝试使用合适的焦距来进行后期切割程序。欧锐激光为大家提出以下建议:

当子料厚度较大时,可以采用较大焦距、加强激光器功率来缓解光斑能量薄弱的状态;当子料厚度较小时,可采用小焦距以达到高速切割。

(3)辅助系统

辅助系统包括:水冷系统、辅助气体以及保护气帘。

水冷系统是在不影响加工效率和质量的情况下来保护激光切割头可以正产运作,为其降温;辅助气体的常见用途大家已经都知道了此处不再赘述,但是对于为什么板材不同,气体选择就不同呢?其实在切割过程中产生的热量,不仅仅是激光光束的能量,还有辅助气体带来的附加能量。当切割活泼金属时,往往采用惰性气体,防止附加热量影响切割效果。反之,就采用活性的气体,增加热量切割。更有在高速切割薄板的辅助气体气压可以设定高压契合切割速度(100-300kPa),如若低速切割厚板需要低压来配合防止喷溅。

(4)聚焦跟踪检测系统

聚焦跟踪系统一般是为了保障稳定的聚焦光斑,根据不同的要求,在切割头上安装不同功能的检测装置,来维持低切割失误率。


注:山东欧锐激光科技有限公司隶属于山东欧亚德集团

文章来源:https://www.oreelaser.cn/blog/212.html

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