光纤激光器在未来金属切割应用中的巨大潜力-南京楚江金属制品有限公司
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      南京激光切割加工

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      光纤激光器在未来金属切割应用中的巨大潜力

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      光纤激光器在未来金属切割应用中的巨大潜力

      发布日期:2016-07-27 作者:http://xayks.cn 楚江金属制品 点击:

             最初的实验测试表明,这种新的加工方式有潜力超越先进的光纤激光切割和CO2激光切割,比后南京激光切割技术的加工速度更快、效果更好,而且更便宜。预计,两个项目完成之后,这种切割技术将日益成熟并达到一定水平,可依照通常的商业条件用于制造出产品并销售。


        定制光束形状

        

        这些项目基于一个原则,即:与使用单束圆形激光束的传统激光切割相比,新的切割工艺采用了复杂的激光光束形状。利用大功率单模光纤激光器独特的聚焦特性,产生复杂的光束形状,并使之有可能从整体激光能量中分出一部分,以便创建一个“匙孔”,用于激光焊接或激光切割应用中。其余的能量将分配到熔体;在此之前,主光束用来创建一个适当的高蒸汽压力分布在熔融材料表面。这使得它可以将局部压力施加在切口流出的熔体上,这远远超过了在激光切割中常用的同轴气体喷射的压力。结果是,切口非常狭窄。新工艺极具潜力,在较大的切割速度范围内不会产生毛边,而且在狭窄的轮廓切割中也能进行高速切削,产生高质量的切口。


        几种切割方式

        

        而且,通过正确地定制激光光束形状(添加“盖”形的光束形状),即使没有使用切割辅助气体,熔融流体也会沿着入射激光束相反的方向流出切口。因此一个单通道远程切割技术被开发出来,这种技术具有明确的应用前景,比先进的远程激光切割能更有效地从切口处去除熔融物。


        光束整形

        

        这种激光切割技术的核心是光束整形,可以通过不同方式实现,例如:设计一个配有单模光纤激光器的系统。通过光束组合结构——而不是把所有的单模传输光束汇入一条大的传输光纤中,就能将这些光束传输到切割头,正如用于大功率多模光纤激光器配置。


        应用一个单模光纤激光源。采用一种先进的光学系统与一个特别设计的人工全息图(也称为衍射光学器件),将输入激光束转换为辐射模式,以便优化给定的激光切割工艺。由于光束模式是非对称的,衍射光学器件必须根据实际切割方向转动。


        采用定制激光束模式的远程激光切割系统

        

        关于强激光产生蒸汽压力的机制,早在几十年前激光钻孔和匙孔穿透型激光深熔焊接时就为人所知,局部的蒸汽压力是穿透性钻孔的驱动机理,并且用于产生和保持焊接中的匙孔。匙孔穿透型激光切割有20年的历史,当年一群科学家在弗劳恩霍夫激光技术研究所研究采用CO2激光器对钣金做高速切割。然而,用CO2激光器进行匙孔激光切割仅限于非常薄的板材,这是由于匙孔中形成强大的等离子体,这也在高功率CO2激光焊接中出现。


        高亮度光纤激光器的聚焦性能及其波长,使得这类激光器能够在厚板上进行匙孔切割,因为光纤激光器比CO2激光器的切割速度快得多。因为可以更有效率地将熔化物从切割前沿的中心线除去,匙孔切割比通常的激光切割更高效;在前者的加工过程中,被熔化的材料会在激光束的前方流下去。这使得熔融层厚度更薄,因而确保从熔融表面能够有效地传导热量,表面的熔体前沿吸收了激光,而且需要能量以熔化更多的材料。然而,在匙孔切割中,激光束周边的熔融流体会引发质量问题。熔化物从切割侧边流走,这将使切割质量恶化,因为光纤激光器切割速度很快,但当切厚度增加时,切割质量并不高。


        在典型的南京激光切割加工和先进的匙孔切割中,同轴气体辅助方式是清除熔融物的唯一动力;切口必须放大,以便减少通过切口处的压力。这里,激光辐照所得到的压强更大,并且在整个切口处都经受着巨大的压力。因此,能够完全根据光路限制来设计定制激光束的新方法,它能切割出比采用先进激光切割方式下更狭窄的切口。


      本文网址:http://xayks.cn/news/360.html

      关键词:南京激光切割

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