在影響激光切割機加工質量及加工能力的各項因素中,影響最大的就是焦點位置,其與(yu) 加工的具體(ti) 關(guan) 係如下。
相對於(yu) 加工材料的表麵而言,激光束被聚焦後,焦點所在位置稱為(wei) 焦點位置。焦點位置對切縫的寬度、坡度、切割麵的粗糙度、熔渣的黏著狀態、切割速度等幾乎所有的加工參數都會(hui) 產(chan) 生影響。
這是因為(wei) 焦點位置的變化會(hui) 引起照射在加工材料表麵的光束直徑和射入加工材料的入射角的變化,其結果是影響切縫的形成狀態及切縫內(nei) 光束的多重反射狀態。這些切割現象又會(hui) 對切縫內(nei) 的輔助氣體(ti) 、熔融金屬的流動狀態產(chan) 生影響。
如圖所示為(wei) 激光切割機焦點位置Z與(yu) 加工材料表麵的切縫寬度W的關(guan) 係。
把焦點在加工材料表麵上的狀態設為(wei) z=o“零”,焦點位置向上方移動時用“+”、向下方移動時用“-”來表示,移動量用mm表示。焦點在焦點位置z=o處上部切縫寬度W為(wei) 最小。不論焦點位置是向上移還是向下移,上部的切縫寬度W都會(hui) 變寬。
這一變化在使用不同焦距的加工透鏡時也存在同樣傾(qing) 向。焦點位置處的光束直徑越小、透鏡越是焦點深度小的短焦距透鏡,則上部切縫隨焦點位置的變化而變化的幅度就會(hui) 越大。
上圖顯示的是金屬激光切割機在加工各種加工材料時的最佳焦點位置。
(1)是在加工材料表麵能得到最小光束直徑z=0時的情況。此時可以在加工材料表麵得到最大的能量密度,熔融範圍比較窄,這就決(jue) 定了加工的特性。
(2)是焦點位置在“+”側(ce) (Z>O)時的情況,此時加工材料表麵的激光束照射範圍變寬,切縫內(nei) 的光束出現擴散角,使切縫寬度擴大。
(3)是焦點位置在“-”側(ce) (Z<0)時的情況,此時照射在加工材料表麵的激光束範圍變寬,在板厚方向上越向焦點位置靠近,熔融能力就越大,之後產(chan) 生逆坡度。
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