对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些的装置供用户选用:
(1)平行光管。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行
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对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些的装置供用户选用:
(1)平行光管。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
(2)在切割部件上增加一独立的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离(stand off)的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端F轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。如图二所示。在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种:(1)打印法:使切割部件从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径小处为焦点。
(3)控制聚焦镜(一般为金属反射聚焦系统)的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
(4)飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短;反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。
为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔(Laval)喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器,透镜焦距2.5〃,采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验,见图4。试验结果如图5所示:分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa(或4bar)时切割速度只能达到2.75m/min(碳钢板厚为2mm)。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。激光切割产生的废渣使辅助空气从割嘴向下吹,从而在很大的程度上减少了废渣对聚焦镜下部的伤害。由于斜激波在气流的边界多次反射,使切割压力呈周期性的变化。
操作激光切割机的注意事项有以下几点:
1.遵守一般切割机安全操作规程。严格按照激光器启动程序启动激光器,调光,试机。
2.操作者须经过培训,熟悉切割软件,设备结构、性能,掌握操作系统有关知识。
3.按规定穿戴好劳动防护用品,在激光束附近必须佩带符合规定的防护眼镜。
4.在未弄清某一材料是否能用激光照射或切割前,不要对其加工,以免产生烟雾和蒸气的潜在危险。
5.设备开动时操作人员不得擅自离开岗位或托人待管,如的确需要离开时应停机或切断电源开关。
6.在加工过程中发现异常时,应立即停机,及时排除故障或上报主管人员。
7.要将灭火器放在随手可及的地方;不加工时要关掉激光器或光闸;不要在未加防护的激光束附近放置纸张、布或其他物。
正确清理能有效保护激光切割机使用年限。激光切割机在机械加工过程中,会产生烟雾,等粉末材料,其将会使得光纤激光切割机设备的使用寿命简短。
1、对冷凝器的清理方法
在对于光纤激光切割机系统来讲,冷却能力的好状态,就是采用了冷凝器器进行冷却,而它能够瞬间的将加工材料跟设备的温度冷却下来,清理它上面的尘埃操作方法就是将上面两侧的过滤网就行拿下来,然后运用清洁剂进行清理,然后重新晾干,进行漂洗。
2、对过滤器的清理方法
过滤器听名字就可知道是用来过滤激光切割机设备产生的废渣,清理它就是需要拔除下来,然后对于滤芯就行一个漂洗以及更换。
3、对隔尘网的清理方法
而隔尘网了对于光纤激光切割机设备加工来讲,就是一个防止尘埃的设备。对于它的清理方案,就是采用空气喷枪将隔尘网上面的灰尘进行一个初步清理,然后使用中性清洁剂进行清理干净,记住一定要是中性的,否则容易化学化学反应,造成腐蚀。
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