大功率激光切割頭的四個(gè)組成部分和功能
大功率激光切割頭一般由噴嘴、聚焦鏡、輔助系統(tǒng)和聚焦跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)組成。
(1)噴嘴
噴嘴一般與激光切割頭同軸,形狀多樣:圓柱形、錐形、收縮型等。噴嘴選擇原則:其直徑必須大于聚焦光束,即激光束不能通過(guò)噴嘴碰壁。
噴嘴的直徑和尺寸不同,大直徑噴嘴對(duì)聚焦激光束沒(méi)有嚴(yán)格的要求;小直徑噴嘴對(duì)聚焦后的光束要求較高,以確保激光束的準(zhǔn)確性和直徑能完美地適合噴嘴直徑。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,選擇合適的直徑是非常重要的,因?yàn)檩o助氣體的出口也在噴嘴部分。如果直徑過(guò)小,會(huì)導(dǎo)致噴嘴氣田紊亂,否則噴嘴會(huì)因高溫而部分變形。
噴嘴距離子體材料高度越高,激光部分能量損失達(dá)不到預(yù)期的切割效果;相反,吹出的熔渣很容易進(jìn)入切割頭,這不僅會(huì)損壞鏡頭,還會(huì)擾亂流場(chǎng),影響焦點(diǎn)位置。但現(xiàn)在通常配備激光頭高度跟蹤器:LVDT調(diào)節(jié)高度的高度傳感器和電容高度傳感器。
(2)聚焦鏡
聚焦鏡位于噴嘴的正上方,其主要功能是聚焦光束,以獲得具有密集能量的光斑。聚焦鏡可分為兩種類(lèi)型:透射和反射。其中,投影鏡一般用于透射激光頭;反射鏡一般用于反射激光頭。透鏡材料選擇范圍廣,硒化鋅材料以超高的透光率和最低的光吸收率成為透鏡材料的首選。
正常情況下,聚焦鏡焦距越小,聚焦后光斑直徑越?。ň劢鼓芰棵芗?,聚焦深度越淺。切割厚板時(shí),焦深較淺會(huì)嚴(yán)重影響切割質(zhì)量,產(chǎn)生毛刺和毛刺。此外,焦深較淺會(huì)縮短切割頭與板之間的距離,熔渣容易侵入激光頭,產(chǎn)生不良影響。因此,我們應(yīng)該嘗試使用適當(dāng)?shù)慕咕鄟?lái)進(jìn)行后期切割程序。崗春激光提出以下建議:
當(dāng)子料厚度較大時(shí),可以采用較大焦距、加強(qiáng)激光器功率來(lái)緩解光斑能量薄弱的狀態(tài);當(dāng)子料厚度較小時(shí),可采用小焦距以達(dá)到高速切割。
(3)輔助系統(tǒng)
輔助系統(tǒng)包括:水冷系統(tǒng)、輔助氣體和氣簾保護(hù)。
水冷系統(tǒng)是為了保護(hù)激光切割頭在不影響加工效率和質(zhì)量的情況下能夠正常運(yùn)行并冷卻;我們都知道輔助氣體的常,但為什么板不同,氣體選擇不同?事實(shí)上,切割過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不僅是激光束的能量,而且是輔助氣體帶來(lái)的附加能量。切割活性金屬時(shí),通常使用惰性氣體,以防止附加熱量影響切割效果。相反,使用活性氣體來(lái)增加熱量切割。此外,高速切割板的輔助氣體壓力可以設(shè),以適應(yīng)切割速度(100-300kPa),如果低速切割厚板需要低壓來(lái)防止飛濺。
(4)關(guān)注跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)
聚焦跟蹤系統(tǒng)通常是為了確保穩(wěn)定的聚焦點(diǎn),并根據(jù)不同的要求在切割頭上安裝不同功能的檢測(cè)裝置,以保持低切割誤差。