九游会官网j9--值得信赖

以后地位:首页 > 新闻中心 > 公司新闻
九游会激光器切割厚板可否像CO2一样良好?

CO2和光纤激光器的最次要区别是波长,10.6um和1.07um。

由于波长的差别招致了差别质料的吸取差别,吸取率随入射角度变革较大。

异样光束质量即相反M2条件下,CO2的BPP是光纤激光器的10倍。粗了解便是 CO2核心直径是光纤激光器的10倍。


激光熔化金属切割是个热动力学和流体动力学配合作用的物理变革历程。


在切割历程中,激光光斑在切眼前沿(左图暗影局部)上投影为椭圆,光斑与正面相交于圆弧EQ。EQ段吸取激光能量被加热历程中构成了自上而下的累积熔化金属流MA1(Metl Accumulation)、MA2、MA3。MA随工夫周期性的呈现,并在高压气体作用下向下活动招致了第一类条纹的构成。在MA降落历程中被CF(Central Flow)熔化前沿(左图暗影局部)截断并吸取,便构成了第二类条纹,第三类条纹由CF顺着切眼前沿降落历程中构成。


 MA和CF包括了少量的热,且温度高于熔化温度,在他们挪动的历程中一边吸取激光能量一边经过热传导在颠末的途径上腐化(熔化)质料,在正面上构成了凹出来的条纹布局。

在高速相机察看下,侧边条纹构成的周期性:


正面条纹的构成是由于正面熔化金属流的不一连性形成的。从下图可以看到熔化前沿的不一连性也会影响正面金属流的不一连,间歇的熔化前沿会汇入正面累积金属流。还可以从CF截断正面MA的地位起影响,从而形成垂直偏向条纹的构成。


上图a-e切割速率渐渐进步。在速率渐渐增长历程中入射角在渐渐变大(前沿斜面渐渐变得陡峭,倾斜水平渐渐低落),增长吸取,随着吸取能量的增长,熔化前沿和正面的熔化金属流变得一连和波动。

 

下图对应差别切割速率下,熔化前沿倾斜角度的变革,倾斜角度变革惹起入射角度的变革。速率越快,入射角越大,吸取率越高。


两个根本的历程招致了切割质量的差别。一个是熔化前沿上熔化金属的分离性,活动的不波动性,隐语侧边累积的分离金属流体及其不波动性形成。无论熔化前沿照旧隐语侧边的不波动性都是由于质料的吸取对入射角度的依赖形成的。

     二、由于CO2和光纤激光器的波长差别,招致了吸取率关于差别入射角度的吸取率曲线很大的区别。

下图所示为通快公司CO2和光纤激光器切割比拟:

1. CO2和光纤(或固体)激光器切不锈钢的区别:


2. CO2和光纤(或固体)激光器切割铝板的区别:


上图为通快CO2激光器与其碟片激光器切割铝板的实践加工图片。

CO2在厚板切割上 (不锈钢和铝),切割质量分明高于固体激光器,在这里关于碟片、光纤,由于激光器参数相近,九游会不做区分。以是九游会推测CO2激光器在切割铝板历程中,在熔化前沿和正面上能构成波动的熔化金属流,波动的金属流形成了高质量的切割结果。


3.Trumpf切割碳钢 CO2 VS Fiber


而碳钢切割质量差别并无太分明区别。由于碳钢切割利用氧气熄灭开释热量作用于质料,差别于激光间接作用于质料。碳钢氧气切割中,大部份热量来自与金属熄灭开释的热量,而金属扑灭后对波长的依赖没那么大。


三、以是经过以上剖析:可以推测CO2和固体激光器切割的区别来自于波长及由此招致的入射角度对波长的依赖形成的。

CO2与固体激光器差别入射角吸取曲线,如下图所示:


由吸取曲线联合,激光挪动速率和切眼前沿绝对速率干系(切眼前沿法线偏向绝对激光运动)可以失掉如下干系:纵坐标代表熔化前沿绝对于激光挪动速率相干的一个量,可粗了解为绝对激秃顶的速率。


假如整个熔化前沿绝对于激光在前沿法向偏向的重量运动,则前沿多少外形坚持稳定,激光入射到熔化前沿的角度不会变革,则前沿关于激光的吸取是波动的、前沿熔化金属流在前沿斜面偏向向下游动是波动的,以是时时刻刻[shí shí kè kè]统一地位熔化金属层厚度分歧,包括能量分歧,经过热传导通报到正面的能量分歧,在激秃顶横向挪动历程中正面切割结果分歧,前沿对正面无扰动,正面不会由于前沿热浮动而发生条纹。

在实践切割历程中,切眼前沿全体挪动速率(或短工夫内的均匀速率)和激秃顶速率坚持分歧这个是没题目的。切割历程中,前沿上总会由于某些缘故原由(熔化金属的张力、粘度与放射气体的均衡干系大概部分的入射角度变革较大等)存在扰动,招致部分熔化速率绝对激秃顶挪动的速率或快或慢。上图表现结果部某点绝对于激秃顶速率的绝对快慢和入射角度干系。

纵坐标为零的地位便是部分某点绝对于激秃顶运动的部分入射角。经过简化模子,失掉这个角度CO2=1.4度;固体=5.2度。这个角度大约对应布鲁斯特角的一半,终极照旧回到对激光波长的依赖上。在这里的模子是简化模子,假如思索到高压气体,张力、粘滞、速率等要素的影响,实践历程中这个角度大概更大。

切割历程中熔化前沿存在扰动是不行制止的,关于厚板切割而言假定板厚>4mm, 光斑直径200um,则入射角<3度。从绝对速率与入射角干系曲线上看,关于固体激光器1um,当入射角< 3时,熔化前沿参考点的速率大于激秃顶的挪动速率。参考点上边速率最快,下边最慢,前沿的倾斜变革招致了参考点地点地位部分入射比赛突变大,直抵达到停止角5.2度。从<3度 到5.2度,不波动区间较大,到达5.2度还可以触发更大的不波动性。关于10.6um激光器,入射角<3度且小于停止角1.4度时,从绝对速率曲线和入射角干系图来看,熔化前沿参考点绝对于激光速率快,熔化前沿上参考点上边快,下边慢,渐渐增大入射角到1.4度停止角,这个不波动区间从0度到1.4度,振荡幅度很小、不波动区间很小。3度>当入射角>1.4度时,熔化前沿比激光速率慢,这个时分熔化前沿上半局部挪动快,下半局部挪动慢,招致入射角变小到达1.4度的停止角。从3度到1.4度的角度去见振荡也很小,不波动区间小。以是可以看出1um光纤或固体激光器切厚板时,不波动和震荡区间都很大,影响了熔化前沿的波动性,容易发生不波动的熔化金属流,前沿不波动的金属流还会影响到正面的金属流体的不波动。异样的原理,在激光加热切割正面时,正面绝对于前沿愈加峻峭,以是固体激光器的不波动区间更大。而CO2激光器受影响并不大。这个是CO2和光纤、固体激光器切割不锈钢、铝板的宏大差异地点。

   在理解了CO2和固体激光器差异后,就可以接纳一些步伐改进小入射角切割招致的熔化金属流不波动的题目,进一步改进切割质量,使光纤激光器到达和CO2激光器在厚板切割上分歧的结果。


北京大威激光科技有限公司
征询热线
###
二维码
扫一扫加微信