(3)控製聚焦鏡(一般為(wei) 金屬反射聚焦係統)的水壓。若聚焦前光束尺寸變小而使焦點光斑直徑變大時,自動控製水壓改變聚焦曲率使焦點光斑直徑變小。
(4)飛行光路切割機上增加x、y方向的補償(chang) 光路係統。即當切割遠端光程增加時使補償(chang) 光路縮短;反之當切割近端光程減小時,使補償(chang) 光路增加,以保持光程長度一致。
2.切割穿孔技術:任何一種熱切割技術,除少數情況可以從(cong) 板邊緣開始外,一般都必須在板上穿一小孔。早先在激光衝(chong) 壓複合機上是用衝(chong) 頭先衝(chong) 出一孔,然後再用激光從(cong) 小孔處開始進行切割。對於(yu) 沒有衝(chong) 壓裝置的激光切割機有兩(liang) 種穿孔的基本方法:
(1)爆破穿孔:(Blast drilling),材料經連續激光的照射後在中心形成一凹坑,然後由與(yu) 激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小與(yu) 板厚有關(guan) ,爆破穿孔平均直徑為(wei) 板厚的一半,因此對較厚的板爆破穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在要求較高的零件上使用(如石油篩縫管),隻能用於(yu) 廢料上。此外由於(yu) 穿孔所用的氧氣壓力與(yu) 切割時相同,飛濺較大。
(2)脈衝(chong) 穿孔:(Pulse drilling)采用高峰值功率的脈衝(chong) 激光使少量材料熔化或汽化,常用空氣或氮氣作為(wei) 輔助氣體(ti) ,以減少因放熱氧化使孔擴展,氣體(ti) 壓力較切割時的氧氣壓力小。每個(ge) 脈衝(chong) 激光隻產(chan) 生小的微粒噴射,逐步深入,因此厚板穿孔時間需要幾秒鍾。一旦穿孔完成,立即將輔助氣體(ti) 換成氧氣進行切割。這樣穿孔直徑較小,其穿孔質量優(you) 於(yu) 爆破穿孔。為(wei) 此所使用的激光器不但應具有較高的輸出功率;更重要的時光束的時間和空間特性,因此一般橫流CO2激光器不能適應激光切割的要求。此外脈衝(chong) 穿孔還須要有較可靠的氣路控製係統,以實現氣體(ti) 種類、氣體(ti) 壓力的切換及穿孔時間的控製。在采用脈衝(chong) 穿孔的情況下,為(wei) 了獲得高質量的切口,從(cong) 工件靜止時的脈衝(chong) 穿孔到工件等速連續切割的過渡技術應以重視。從(cong) 理論上講通常可改變加速段的切割條件:如焦距、噴嘴位置、氣體(ti) 壓力等,但實際上由於(yu) 時間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(ye) 生產(chan) 中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現實,具體(ti) 方法有以下三種:(1)改變脈衝(chong) 寬度;(2)改變脈衝(chong) 頻率;(3)同時改變脈衝(chong) 寬度和頻率。實際結果表明,第(3)種效果最好。
3.噴嘴設計及氣流控製技術: 激光切割鋼材時,氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處,從(cong) 而形成一個(ge) 氣流束。對氣流的基本要求是進入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進行放熱反應;同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。因此除光束的質量及其控製直接影響切割質量外,噴嘴的設計及氣流的控製(如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等)也是十分重要的因素。目前激光切割用的噴嘴采用簡單的結構,即一錐形孔帶端部小圓孔。通常用實驗和誤差方法進行設計。由於(yu) 噴嘴一般用紫銅製造,體(ti) 積較小,是易損零件,需經常更換,因此不進行流體(ti) 力學計算與(yu) 分析。在使用時從(cong) 噴嘴側(ce) 麵通入一定壓力Pn(表壓為(wei) Pg)的氣體(ti) ,稱噴嘴壓力,從(cong) 噴嘴出口噴出,經一定距離到達工件表麵,其壓力稱切割壓力Pc,最後氣體(ti) 膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。
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