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采用光纤激光器切割厚型钢

2012.07.13 1059 字号
 在 材料加工领域按照市场份额来算的话,金属加工是激光器最重要的应用范围。钣金切割要求高输出功率和高光束质量的完美结合,特别是在厚截面金属切割的时候; 因此只有少数激光器适合用于厚截面的金属切割。因为激光光束的质量通常会随着输出功率的增加而衰减。在钣金切割方面占据主导地位的激光产品是CO2激光 器,因为它具有高功率的单元和高光束质量。 
光纤激光器在切割薄型金属的时候,相比CO2激光器有明显的速度优势,相比CO2激光器所需的功率要低。但光纤激光器的速度优势在切割厚型金属的时候并不 明显。对于较大的工件厚度(大于4mm),光纤激光器的切割速度下降到一个相当于CO2激光器的切割速度水平。从本质上讲,光纤激光器切割大型厚工件的速 度大幅下降,主要归因于光纤激光器辐射的吸收机制。金属不见对光纤激光器辐射的吸收性在其厚度较小的时候达到最高值,随之变厚时而下降;相反CO2激光器 的辐射吸收性随着加工金属部件的厚度增加而增强,在加工部件厚度达到最高的时候吸收性也随之达到最高值。
在加工10mm的不锈钢中,与光纤激光器相比,CO2激光器可获得更卓越的切割边缘质量。利用高光度的光纤激光器在高速切割厚型钢材时产生的狭窄切逢实现有效的熔融喷射是有难度的,结果造成切割边缘质量的下降。
通过惰性气体切割厚型钢的切割边缘质量,很大程度上取决于切逢的大小和切逢中的辅助气体质量流动。因此切逢宽度大,辅助气体压力高,喷嘴直径大是确保熔体去除率和高切割边缘质量的加工条件。