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激光焦点位置对切割效果到底多重要,一文读懂

激光切割的加工过程是由激光头、激光器、运动机构、控制系统等几大部分共同配合完成的,所以,影响激光最终切割效果的因素也主要来源于上述几大部分,影响因素主要分为激光功率、激光焦点位置、切割速度、光束能量分布、喷嘴直径等等。

激光切割是激光器的主要应用之一,其原理是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面使其熔化,并使激光束与切割材料沿着制定好的轨迹做相对运动,同时用特定的压缩气体吹走被熔化的残渣,从而形成一定形状的切割产品。

影响激光切割效果的主要因素:

在影响切割效果的全部因素中,激光焦点位置是重中之重,一旦焦点位置发生偏移,就会导致入射到板材表面的光束直径和入射角发生偏斜,这将直接影响到切缝的位置发生改变,以及切缝内部光束偏差,进而影响切缝宽度,因为切缝的宽度对切割面的粗糙度、底部熔渣的附着状态等几乎所有的切割效果都将发生变化,影响产品的切割品质。

激光焦点位置名词解释:

通常而言,焦点位置于工件表面称之为零焦,位于其上方称之为正焦,位于其下方则称之为负焦,激光焦点位置是指相对于切割工件表面而言,激光光束焦点与其之间的距离。

焦点位置(Z)是相对于待切割材料上表面而言,是指焦点与其之间的距离。通常,焦点位于板材表面称之为零焦,位于其上方称之为正焦,位于其下方称之为负焦,示意图如下:

激光焦点位置对切割效果的影响:

一般而言,激光切割头透镜的焦距越短,激光焦点的深度越小,而激光切缝随焦点位置变化的幅度也会越大,当激光焦点位置位于工件表面时切缝宽度是最小的,如果改变焦点位置,不论是正离焦还是负离焦,激光切缝宽度都会变大,使用的激光切割头焦距不同,切缝变宽的程度也会不同。

应该如何选择合适的激光焦点位置:

正焦切割

当激光焦点位置在工件的正上方时,激光光束到达工件表面后照射的范围将边宽,并会在切缝内进行扩散,这将导致切缝下部分比上部分要大。在一定范围内,激光焦点位置的正离焦越大,材料表面光斑尺寸也越大,切割面就越亮越光滑。

负焦切割

激光焦点位置负焦切割时,焦点在工件里面,激光光束聚焦于工件的内部,确保了切缝下部分有足够的能量密度,切缝将呈现上宽狭窄形状,上部分切割幅度大,提高了熔融物的流动性。

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