淺談影響CO2激光器切割質量的五要素

寂靜天花板

激光器是激光設備的心臟，對激光切割質量起著決定性的作用。一個好的激光器，應該具備理想的模式，穩(wěn)定的功率等要素。激光器的種類很多，從不同的角度可以對它有不同的定義。從激勵的介質來區(qū)分，大致可分為固體激光器和氣體激光器，它們分別用不同的固體或氣體來作為介質，如最早的激光器就是采用紅寶石作為介質。目前用于激光切割的主流激光器為二氧化碳激光器，其次是YAG激光器。YAG激光器有著光電轉換效率高，體積小的特點，但是由于其能量泵浦源的損耗快，維護成本高等因素使其應用受到很大限制。而采用二氧化碳激光器，比較容易獲得理想的激光模式和較高能量，加之性能穩(wěn)定，停機時間短，從而被廣泛應用于各種材料的切割。
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一：激勵模式。二氧化碳激光器是采用電極激勵二氧化碳氣體而產生激光，按照金屬電極的安裝位置可分為直流激勵和射頻激勵。
　　
二：激光頻率。激光輸出分脈沖輸出和連續(xù)輸出，用于切割和焊接的激光主要采用脈沖輸出方式，脈沖頻率主要影響切割的速度和切口粗糙度，要獲得高速切割，高頻率是必不可少的。目前大多數廠家生產的二氧化碳激光器頻率都在5000Hz以內。
　　
: ^% |# W/ E7 X% l3 J7 o( r- A三：光束發(fā)散角。從嚴格的角度來講，光束發(fā)散角不屬于激光器部分的內容，但是因為激光器的模式對遠場發(fā)散角影響很大，所以我們把它放在這里一起討論。光束發(fā)散角對切割質量的影響體現在切口的寬度和坡度上，越小的發(fā)散角切口寬度越窄，坡度越小，因而質量越高。
　　
! o9 W3 V- |( s! O四：激光模式。是衡量激光質量最重要的指標之一�？煞譃閱文�，基模和多模�；�模既TEM00模，它在X和Y軸上的指數均為0，所以是一個理想的圓點。采用TEM00模的激光可以獲得最小的光束直徑，在切割加工中因其光斑小而獲得最小的切縫及更快的切割速度。而多模更是在XY方向上均為非0指數，其光束質量較差，一般只用與焊接而不用與切割。
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五：激光功率。包括峰值功率，能量穩(wěn)定性等要素。不同功率在金屬板材的切割中可切穿的厚度不同，以4KW激光器為例，它可切割20mm厚的碳鋼板，或15mm不銹鋼，10mm鋁合金；而5KW以上的激光器可以切割25mm厚的碳鋼，不銹鋼可達20mm。功率的另一個指標是功率穩(wěn)定性，優(yōu)秀的切割質量，必須是優(yōu)秀的切口貫穿始終。長期生產對激光器也是一個非常重要的考驗。直流激勵激光器由于電極燒蝕，導致在長期工作狀態(tài)下功率衰減。另外，由于有的激光器的真空泵和渦輪泵采用潤滑油進行潤滑，導致潤滑油污染激光諧振腔，而減短了激光器壽命。

曉雪xyh

受益了！不過現實中還是有很多因素，導致切割效果不怎么樣！