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影響CO2激光切割機的切割質量因素:
因為CO2激光切割機加工效率質量高和可靠性強的特點,同時也因為它以長波紅外線的形式輸出時,波長通常為10.6μm。許多有機材料對這類長波長的吸收能力都很強,使得CO2激光切割機在紙、木材、塑料、橡膠、紡織物和皮革等行業(yè)內(nèi)得到廣泛的應用。然而切割的質量會直接影響到生產(chǎn)的成本,那么影響CO2激光切割機的切割質量因素又是什么呢?下面我們就來一探究竟。
1、CO2激光切割機的功率與功率穩(wěn)定性。
不同的功率在激光切割中可切割的厚度是不一樣的,在實際操作用往往設置功率,以為減少切割的時間 或者切割較厚的材料。但是經(jīng)過日常生產(chǎn)總結發(fā)現(xiàn)在小于功率狀況下焦點處卻獲得功率密度,并獲得切割質量。除了功率的大小外功率的穩(wěn)定性也很重要,長期生產(chǎn)對激光器也是一個非常重要的考驗。直流激勵激光器由于電極燒蝕,導致在長期工作狀態(tài)下功率衰減。
2、輔助氣體壓力。
在激光切割中輔助氣體的作用是清除融化和蒸發(fā)材料,同時抑制切割區(qū)過度燃燒。當切割較厚的材料時,氣壓應當降低,當切割厚度薄的材料時,氣壓應該增大,以防止切口背面粘渣。當然氣壓調節(jié)的大小也和切割的材料有關,例如:切割塑料的時候為了防止塑料邊霜化,以氣壓較低為好。
3、激光頻率。
激光輸出分脈沖輸出和連續(xù)輸出,用于切割和焊接的激光主要采用脈沖輸出方式,脈沖頻率主要影響切割的速度和切口粗糙度,要獲得高速切割,高頻率是必不可少的。目前大多數(shù)廠家生產(chǎn)的二氧化碳激光器頻率都在5000Hz以內(nèi)。
4、光束發(fā)散角。
從嚴格的角度來講,光束發(fā)散角不屬于激光器部分的內(nèi)容,但是因為激光器的模式對遠場發(fā)散角影響很大,所以我們把它放在這里一起討論。光束發(fā)散角對切割質量的影響體現(xiàn)在切口的寬度和坡度上,越小的發(fā)散角切口寬度越窄,坡度越小,因而質量越高。
適用于CO2激光切割機的情況主要有要求均勻切割的特殊零件,廣告,裝飾等服務行業(yè)用的厚度不超過三毫米的不銹鋼和厚度不超過二十毫米的非金屬材料,還有一種就是切割輪廓復雜但是量很小的工件加工,用來節(jié)省制造模具的成本和周期。
光纖激光切割機和二氧化碳激光切割機使用成本對比??
1、精度高:適用于精密配件的切割和各種工藝字、畫的精細切割。??
2、速度快:是線切割的200倍以上。??
3、熱影響區(qū)小,不易變形。切縫平整、美觀,無需后序處理。??
4、性價比極高:價格只有同類性能CO2激光切割機的1/3,及同等功效數(shù)控沖床的2/5。??
5、使用成本很低:僅為同類CO2激光切割機的1/8~1/10,每小時成本僅為30元-40元,CO2激光切割機每小時成本為150~240元。??6、后續(xù)維護費用很低:僅為同類CO2激光切割機的1/10~1/15,及同等功效數(shù)控沖床的1/3~1/4。??
7、性能穩(wěn)定,保證持續(xù)生產(chǎn)。固體YAG激光器是激光領域穩(wěn)定成熟產(chǎn)品之一。??
8、和數(shù)控沖床比較,YAG激光切割機具有以下優(yōu)點:??
(1)能完成各種復雜結構的加工,只要能在電腦上畫出任何圖像,該機都能完成加工。??
(2)不需要開模,只要在電腦上將圖作出,產(chǎn)品馬上就可以出來,即能快速開發(fā)新產(chǎn)品,又能節(jié)約成本。??
(3)YAG切割機有自動跟蹤系統(tǒng),所以即能完成平面切割,也能完成各種高低不平的曲面切割。??
(4)復雜的工藝要求數(shù)控沖床難以完成,激光切割都能做到。??
(5)表面非常光滑,產(chǎn)品檔次很高,數(shù)控沖床難以做到。??
(6)既能完成各種圓形管材的切割,又能完成各種方形管材的切割,數(shù)控沖床難以做到。??
(7)成型的箱體(厚0.5米以內(nèi))需增加孔槽等處理,數(shù)控沖床無法處理,YAG數(shù)控金屬激光切割機能解決
CO2激光器原理:
CO2激光器是一種分子激光,主要的物質是二氧化碳分子。與其它氣體激光器一樣,CO2激光器工作原理其受激發(fā)射過程也較復雜。分子有三種不同的運動,即分子里電子的運動,其運動決定了分子的電子能態(tài);二是分子里的原子振動,即分子里原子圍繞其平衡位置不停地作周期性振動——并決定于分子的振動能態(tài);三是分子轉動,即分子為一整體在空間連續(xù)地旋轉,分子的這種運動決定了分子的轉動能態(tài)。分子運動極其復雜,因而能級也很復雜。
CO2激光器中,主要的工作物質由CO?,氮氣,氦氣三種氣體組成。其中CO?是產(chǎn)生激光輻射的氣體、氮氣及氦氣為輔助性氣體。加入其中的氦,可以加速010能級熱弛豫過程,因此有利于激光能級100及020的抽空。氮氣加入主要在CO?激光器中起能量傳遞作用,為CO?激光上能級粒子數(shù)的積累與大功率率的激光輸出起到強有力的作用。CO?分子激光躍遷能級圖 CO?激光器的激發(fā)條件:放電管中,通常輸入幾十mA或幾百mA的直流電流。放電時,放電管中的混合氣體內(nèi)的氮分子由于受到電子的撞擊而被激發(fā)起來。這時受到激發(fā)的氮分子便和CO?分子發(fā)生碰撞,N2分子把自己的能量傳遞給CO2分子,CO?分子從低能級躍遷到高能級上形成粒子數(shù)反轉發(fā)出激光。