Faktor -faktor inti yang mempengaruhi efek fokus dalam kontrol balok mesin pemotong laser
1. karakteristik dan parameter elemen optik
(1) . Bahan dan kinerja lensa fokus
Pilihan materi:
Kaca silikon: Cocok untuk laser ultraviolet (tahan terhadap energi tinggi, penyerapan rendah) .
Silicon/Germanium Crystal: Cocok untuk laser CO₂ (10 . 6μm panjang gelombang, transmitansi inframerah tinggi).
Silika Fused: Cocok untuk laser serat (1 . 06μm panjang gelombang, stabilitas termal yang baik).
Parameter kunci:
Panjang fokus: Semakin pendek focal length, semakin kecil diameter spot (diameter spot ≈ 1 . 22 × panjang gelombang × panjang fokus / diameter lensa), tetapi kedalaman fokus (rentang kejelasan fokus) menjadi lebih dangkal, cocok untuk pemotongan bahan tipis; Panjang fokus yang panjang cocok untuk bahan tebal, menghindari pergeseran fokus yang disebabkan oleh undulasi permukaan material.
Diameter lensa: Semakin besar diameter, semakin kuat kemampuan konsentrasi, semakin tinggi kepadatan energi, tetapi akan meningkatkan volume sistem optik .
(2) . akurasi dan lapisan reflektor
Keretitan permukaan: Kekasaran permukaan reflektor harus<λ 10="" (λ="" is="" the="" laser="" wavelength),="" otherwise="" it="" will="" cause="" the="" divergence="" angle="" of="" the="" light="" beam="" to="" increase="" and="" the="" focused="" spot="" to="">
Proses Pelapisan:
CO₂ Laser Reflector: Gold Coating (Laju Refleksi> 98%) .
Reflektor Laser Serat: Pelapisan Refleksi Tinggi (Laju Refleksi> 99 . 5%), mengurangi kehilangan energi.
2. Kualitas balok sumber laser
(1) . panjang gelombang laser
Semakin pendek panjang gelombang, semakin kecil diameter titik cahaya terfokus (misalnya, untuk laser ultraviolet dengan λ=0.355 μm, titik cahaya terfokus dapat kurang dari 10 μm; ini cocok untuk pemrosesan presisi; untuk co₂ laser dengan λ {{2} μm, biasanya laser co₂ dengan λ {{2} μm, μm μm, laser coing, {2 {2} μm, μm, lebih rendah) .
(2) . mode balok (faktor m²)
Mode Dasar (Tem₀₀): Energi balok didistribusikan dalam pola Gaussian, dan titik cahaya terfokus memiliki kebulatan yang baik dan energi terkonsentrasi (m²=1), seperti laser serat daya tinggi .
Mode orde tinggi (Temmn): Distribusi energi tersebar, titik cahaya terfokus menjadi lebih besar, dan efisiensi pemotongan berkurang (misalnya, untuk laser CO₂ daya rendah, m² ≈ {{2}) .
(3) . stabilitas daya
Ketika daya laser berfluktuasi lebih dari ± 5%, kepadatan energi terfokus menjadi tidak stabil, menghasilkan kedalaman pemotongan yang tidak konsisten (misalnya, untuk fluktuasi daya laser serat 10kW ± 100W, dapat mempengaruhi kualitas pemotongan logam yang lebih besar dari 5mm) .
3. akurasi kontrol mekanis dan gerak
(1) . stabilitas sistem jalur optik
Kekakuan struktur mekanis: getaran braket kepala laser dan meja kerja harus kurang dari 50 μm; Kalau tidak, posisi fokus akan bergeser (misalnya, ketika kecepatan pemotongan adalah 10 m/menit, getaran 100 μm akan menyebabkan deviasi ujung tombak) .
Sistem Pendingin: Ketika perubahan suhu lensa/cermin reflektif melebihi 2 derajat, deformasi termal akan mengubah panjang fokus (sistem berpendingin air atau pendingin udara perlu dilengkapi, dengan akurasi kontrol suhu ± 0 . 5 derajat).
(2) . kinerja sistem pemfokusan dinamis
Fokus Kecepatan Respons: Saat memotong bahan tebal atau permukaan melengkung, mekanisme pemfokusan harus menyelesaikan penyesuaian panjang fokus dalam 50 ms (untuk pemotongan laser serat baja karbon 20 mm, kesalahan pemfokusan dinamis harus <± 0 . 1 mm).
Akurasi penentuan posisi sumbu z: ketepatan panduan sumbu z yang digerakkan oleh motor servo perlu mencapai ± 0 . 01 mm untuk menghindari fokus deviasi tinggi.
4. lingkungan dan faktor pendukung
(1) . suhu dan kelembaban lingkungan
Ketika suhu berfluktuasi lebih dari 3 derajat /jam, perubahan indeks bias udara menyebabkan balok menyimpang (disarankan untuk menjaga suhu lokakarya pada 25 ± 2 derajat); Ketika kelembaban melebihi 70%, lensa rentan terhadap fogging, dan dehumidifier perlu dilengkapi .
(2) . kebersihan udara
Ketika konsentrasi debu lebih besar dari 0 . 5mg/m³, debu melekat pada permukaan lensa, yang mengakibatkan kehilangan energi melebihi 10% (pasang penutup debu + pembersih udara, dan bersihkan lensa dengan etanol absolut secara teratur).
(3) . interferensi gas bantu
Ketika tekanan gas berfluktuasi lebih dari 0 . 1MPA, aliran gas dapat mengganggu jalur balok (misalnya, saat memotong dengan oksigen, tekanan gas harus stabil pada 0.6-1.0 MPa); Ketika gas mengandung oli dan kadar air melebihi 50ppm, ia akan mencemari lensa.
5. Pencocokan parameter proses
(1) . kecepatan pemotongan dan posisi fokus
Ketika kecepatan pemotongan terlalu cepat (e . g . kecepatan pemotongan untuk baja karbon 10mm> 1m/mnt), fokus perlu disesuaikan (pindahkan fokus ke atas dengan 0 . 5mm) untuk menghindari akumulasi slag; Jika kecepatan terlalu lambat, fokusnya perlu diturunkan untuk memperluas zona yang terkena panas.
(2) . kondisi permukaan material
Ketika ketebalan lapisan oksida atau pewarnaan minyak pada permukaan material lebih besar dari 50μm, reflektivitas laser meningkat (misalnya, reflektivitas pelat baja berkarat adalah 30% lebih tinggi dari pelat baja halus), dan perlu untuk membersihkan di muka atau meningkatkan kompensasi daya .
----- rayther laser camila wang