激光器是激光設備的心髒,對激光切割質量起著決(jue) 定性的作用。一個(ge) 好的激光器,應該具備理想的模式,穩定的功率等要素。激光器的種類很多,從(cong) 不同的角度可以對它有不同的定義(yi) 。從(cong) 激勵的介質來區分,大致可分為(wei) 固體(ti) 激光器和氣體(ti) 激光器,它們(men) 分別用不同的固體(ti) 或氣體(ti) 來作為(wei) 介質,如最早的激光器就是采用紅寶石作為(wei) 介質。目前用於(yu) 激光切割的主流激光器為(wei) 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(ti) 積小的特點,但是由於(yu) 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製。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,加之性能穩定,停機時間短,從(cong) 而被廣泛應用於(yu) 各種材料的切割。
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(ti) 而產(chan) 生激光,按照金屬電極的安裝位置可分為(wei) 直流激勵和射頻激勵。
二:激光頻率。激光輸出分脈衝(chong) 輸出和連續輸出,用於(yu) 切割和焊接的激光主要采用脈衝(chong) 輸出方式,脈衝(chong) 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(chan) 的二氧化碳激光器頻率都在5000Hz以內(nei) 。
三:光束發散角。從(cong) 嚴(yan) 格的角度來講,光束發散角不屬於(yu) 激光器部分的內(nei) 容,但是因為(wei) 激光器的模式對遠場發散角影響很大,所以我們(men) 把它放在這裏一起討論。光束發散角對切割質量的影響體(ti) 現在切口的寬度和坡度上,越小的發散角切口寬度越窄,坡度越小,因而質量越高。
四:激光模式。是衡量激光質量最重要的指標之一。可分為(wei) 單模,基模和多模。基模既TEM00模,它在X和Y軸上的指數均為(wei) 0,所以是一個(ge) 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(wei) 非0指數,其光束質量較差,一般隻用與(yu) 焊接而不用與(yu) 切割。
五:激光功率。包括峰值功率,能量穩定性等要素。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(wei) 例,它可切割20mm厚的碳鋼板,或15mm不鏽鋼,10mm鋁合金;而5KW以上的激光器可以切割25mm厚的碳鋼,不鏽鋼可達20mm。功率的另一個(ge) 指標是功率穩定性,優(you) 秀的切割質量,必須是優(you) 秀的切口貫穿始終。長期生產(chan) 對激光器也是一個(ge) 非常重要的考驗。直流激勵激光器由於(yu) 電極燒蝕,導致在長期工作狀態下功率衰減。另外,由於(yu) 有的激光器的真空泵和渦輪泵采用潤滑油進行潤滑,導致潤滑油汙染激光諧振腔,而減短了激光器壽命。
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