为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上,材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。
激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参于切割。激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。产生熔化但不到气化的激光功率密度,对于钢材料来说,在104W/cm2~105 W/cm2之间。
熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,使材料进一步加热,称为氧化熔化切割。
激光发生器的激光凝聚的大小。聚集之后如果光斑非常小,则切割精度非常高,要是切割之后的缝隙也非常小。则说明激光切割机的精度非常之高,品质则非常高。但激光器发出的光束为锥形,所以切出来的缝隙也是锥形。这种条件下,工件厚度越大,精度也就会越低,因此切缝越大。
激光切割机系统一般由激光发生器、(外)光束传输组件、工作台(机床)、微机数控柜、冷却器和计算机(硬件和软件)等部分组成。
1)机床主机部分:激光切割机机床部分,实现X、Y、Z轴的运动的机械部分,包括切割工作平台。用于安放被切割工件,并能按照控制程序正确而的进行移动,通常由伺服电机驱动。
2)激光发生器:产生激光光源的装置。对于激光切割的用途而言,除了少数场合采用YAG固体激光器外,绝大部分采用电-光转换效率较高并能输出较高功率的CO2气体激光器。由于激光切割对光束质量要求很高,所以不是所有的激光器都能用作切割的。高斯模式适用于小于1500W、低阶模二氧化碳激光器100W-3000W、多模3000W以上。
3)外光路:折射反射镜,用于将激光导向所需要的方向。为使光束通路不发生故障,所有反射镜都要保护罩加以保护,并通入洁净的正压保护气体以保护镜片不受污染。一套性能良好的透镜会将一无发散角的光束聚焦成无限小的光斑。一般用5.0英寸焦距的透镜。7.5英寸透镜仅用于>12mm厚材。
切割头:主要包括腔体、聚焦透镜座、聚焦镜、电容式传感器和辅助气体喷嘴等零件。切割头驱动装置用于按照程序驱动切割头沿Z轴方向运动,由伺服电机和丝杆或齿轮等传动件组成。
用于冷却激光发生器。激光器是利用电能转换成光能的装置,如CO2气体激光器的转换率一般为20%,剩余的能量就变换成热量。冷却水把多余的热量带走以保持激光发生器的正常工作。冷水机组还对机床外光路反射镜和聚焦镜进行冷却,以稳定的光束传输质量,并有效防止镜片温度过高而导致变形或炸裂。
激光切割机是一种新型的切割技术,采用光束切割,这种切割出来的物品,精度更高。但是在激光切割机使用的时候,经常要用到气体。切割物品的厚度与气体的选择有很大的关系。那么激光切割机用什么气体?一般多采用空气压缩机压缩的气体,作为气体。
随着国内激光切割机技术的成熟,国内加工厂开始大量购买激光切割机,原来该设备的技术主要垄断在国外企业,国内购买设备费用昂贵,随着国内激光切割设备技术的成熟,价格有优势,激光切割机主要用来切割钢板,有的用液氮或液氧进行切割,但是这两样对一般的中小企业来说成本也不少,逐渐开始用空压机进行切割,那么该用什么样的空压机呢,购买时如果有能力选用小功率空压机,选择空压机大小主要看激光切割机的功率大小还有切割钢板的厚度有关,一般来说1KW的激光切割机用一台7.5或者11KW螺杆空压机即可,1.5KW的借光切割机用一台11KW或15KW空压机即可,选择压力一般都在13bar的空气压力,如需要切割更厚的钢板,一般选择16bar的空压机,当然具体还需要激光切割设备提供商给出数据为,空压机后处理的净化系统对激光切割机也尤为重要,一旦压缩空气中含有大量水份和含油量,那么对激光切割机损伤还是蛮大的,特别是激光切割机的镜片,说不定因为压缩空气中的水分和含油量导致经常更换镜片,从而影响生产和增加购买镜片的成本,所以在购买空压机的时候,买一套比较质量好的干燥设备还有过滤器,虽然成本费用有所增加,但是会大大减少因为压缩空气的质量导致切割机镜片的损害率。