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损失超百万,激光切割机经常出现故障?激光切割机正确的参数设置,减少故障

来源:www.laser08.com 时间:2022-03-10 点击:898
激光切割机的使用越来越受欢迎,但是在使用过程中激光切割机经常出现故障,损失超百万,为了利用激光技术生产出优质高效的产品,激光切割机的用户必须具备相关知识,尤其是持续的实践经验。我们先来了解一下激光切割最常用的一些技术参数。
1.专用设备
为减少因光束尺寸变化引起的初步焦点尺寸变化,国内外激光切割机厂家提供多种专用设备供消费者选择:
(1)平行荧光灯。这是一种传统的方法,即在CO2激光器的输出端平行加入一盏荧光灯来控制光束的扩展,光束扩展后,光束的直径增大,偏转角变大减少,并靠近切割区域的最远端。对于对焦点的大小几乎相同。
(2)在切割头上安装一个独立于移动镜头的下轴,它是控制喷嘴与表面材料之间距离(​​距离)的独立Z轴的两个部分。当机器移动工作台或光轴时,光束同时从近端移动到远端 F 轴,在光束对齐时在整个治疗区域内保持喷嘴直径相同。
(3)检查直玻璃(通常是直金属反光系统)中的水压。随着聚焦光束尺寸的减小和聚焦直径的增加,水压会自动调整以改变聚焦曲线并减小聚焦直径。
(4)x和y方向补偿板的光学系统安装在光学飞板切割机上。即如果在交叉点的末端增加光路,则缩短补偿光路;相反,随着到下一个切割头的光路减小,补偿光路增加以匹配光路的长度。
2.切割和冲压技术
任何热切割方法,除了在某些情况下可以从面板边缘开始外,通常需要您在面板上钻一个小孔。以前,激光打孔器先用打孔器打一个孔,然后用激光切割一个小孔。不用打孔设备打激光切割机的方法有两种:
(1) 轴钻孔:(光束钻孔),当用连续的激光束照射材料时,在中心形成一个凹陷,然后通过与光束激光的同轴流氧气快速去除原材料,形成一个洞。 .通常孔的大小取决于面板的厚度。喷嘴孔的平均直径为板厚的一半。因此,对于较厚的钣金,喷嘴冲头的直径比轮辋大,不能用于要求更高的零件(例如油管)。 ) 只能用于废料。此外,由于播种时使用与播种相同的氧气压力,因此要注入的材料量更大。
(2)脉冲钻孔:(脉冲钻孔)使用大功率脉冲激光熔化或汽化少量材料。常使用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化引起的开口膨胀。切割时,气体压力低于氧气压力。每个脉冲激光只产生逐渐加深的细小光束粒子,因此厚板的钻孔时间为几秒钟。当您准备好钻孔时,立即用氧气替换切割气体。结果,冲击直径更小,冲击质量优于冲击电流。用于此的激光器不仅必须具有高输出功率;轴的时空特性更为重要,以至于整个横向CO2激光器不满足激光切割的要求。
此外,脉冲穿孔还需要更高效的气体循环控制系统来改变气体类型、气体压力和穿孔时间。
当激光切割钢时,氧气和直激光束通过喷嘴吹到被切割的材料上,产生气流。对气流的基本要求是蚀刻区的气流要大,速度要高,使物质能因充分氧化而放热腐蚀;同时,有足够的冲力将熔融材料吹到空气中。因此,除了直接影响切割质量的喷嘴质量和控制外,喷嘴设计和气流控制(例如喷嘴压力、喷嘴位置、气流室等)也是非常重要的因素。激光切割尖端的设计很简单:一个锥形孔,背面有一个小圆孔。设计主要基于经验和错误。
由于喷嘴通常由紫铜制成,体积小,是需要经常更换的薄弱部件,以避免计算和机械流动分析。使用称为注射器压力的某个压力 Pn(相对压力 Pg),将气体注入注射器的侧面。它从喷嘴出口移出,并在一定距离处到达工件表面。该压力称为停止压力 Pc,最后气体膨胀至大气压。 B. 研究表明,随着 Pn 的增加,气流也会增加。
可按以下公式计算:V = 8.2d2 (Pg + 1)
V 气体流量 l/min
喷嘴直径 a d mm
注射压力 Pg(压力计),bar
不同的气体有不同的压力阈值。当喷嘴压力超过该值时,气流为正常的尖锐冲击波,气流由亚音速变为超音速。这个极限与Pn和Pa的关系以及气体分子的自由度(n)有关:像氧气和空气一样,n = 5,所以阈值是Pn = 1 bar × (1,2) 3.5 = 1.89吧。当喷嘴压力较高时,Pn/Pa = (1 + 1 / n) 1 + n / 2 (Pn; 4 bar),正向气流剪切波变为正向激波,剪切压力Pc减小,气流工件上的速度降低,表面形成涡流,影响气流对原料去除和切削速度的影响。因此,采用背面带有小圆孔的锥形喷嘴,喷嘴内的氧气压力往往小于3 bar。
1、在哪些情况下可以使用数字孔径准确估算光纤接收角?
使用数字孔径 (NA) 通常可以更准确地估计多模光纤的最大接收角,但该比率不适用于单丝光纤。
数字孔径与最大接收角的比值(θmax)可以用几何光学计算,公式如下图所示。当入射光被视为一棵树时,θmax 是指光束从轴吸收光线的能力:距离角小于或等于 θmax(红色和粉红色)的光线通过内部共反射 (TIR)。在芯部与套筒的边界处,边界向前延伸至芯部;距离角大于 θmax(蓝色)的光线最终会因折射而消失。
攻角和轴模式
入射角 ≤ θmax 的光束以一种多形波导模式组合。一般来说,影响角越小,纤维激发态的阶数越低。大部分能量集中在靠近中心的低阶空间中,普通物质射线在低阶空间中被激发。
单丝纤维不同
上式计算的数值孔径并不是单模光束的最大入射角,因此不能描述单模光束的受光效果。对于单模光束,只有最低阶的受控状态由 0 度角的入射光产生。
使用数值孔径来估计单模光纤的起始角度是非常不精确的。目前,轴与衍射不同,几何光学没有考虑到这种影响,因此需要波动光学。
2、为什么多功能设备是单模光纤通道的重要参数?
光束在单模光束中传播时保持接近高斯的强度分布,模场直径 (MFD) 可用于描述分布的宽度,即 TIME。强度下降到 1 / e² 的宽度。参见经验法则:MFP 大约是核心直径的 1.15 倍。
入射光越接近高斯光,开关功率越大。如果入射光是高斯光,光束是光纤MFD,则可以实现高通信效率。通过将光纤直径转换为MFD高斯光纤公式,可以准确计算出单模光纤的耦合参数和发散角。
集成设置
单模光纤只有一种控制模式,可以用贝塞尔函数来描述。由于形状的相似性,高斯函数可用于简化纤维状态并获得准确的结果。
单模光纤连接器
为了提高单模光纤耦合的效率,下行高斯光纤的频带必须在玻璃光纤的末端,并且光纤的强度和尺寸模式必须相同。当光纤带直径不等于 MFD、光纤强度分布发生变化或偏离或不沿光纤轴下降时,耦合效率会降低。
3、AN能否准确估计单模光纤输出信号的衰减角?
计算带有数值孔的单模树的发散角是一个很大的错误,更准确的方法是使用高斯树传播理论。远场中单相轴偏转角的近似计算公式如下,其结果是以弧度为单位的偏转角或接收角。
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