脉冲光纤激光器在金属切割中的应用

 http://www.lgmi.com    发表日期:2011-2-16 14:49:08  兰格钢铁
    虽然纳秒脉冲光纤激光器通常被用于激光打标,但是由于纳秒脉冲光纤激光器的成本较低,紧凑,可靠,不需要经常维护,所以用它也非常适合用来进行蒸发切割。通过采用直接调制种子激光的MOPA(主控振荡器的功率放大器)等设计,我们可以得到短脉冲和相对高的峰值功率,这些技术都把激光器变成切割金属有效的加工工具。

    作为一种连续波型切割器的替代品,脉冲光纤激光器可以应用于多通蒸发式切割过程中,监测装置控制激光来回通过切割线,每次仅切除很少的金属,并且不需要喷嘴和辅助气体。这项技术提供了一个灵活、精确和合理的解决方案。而且这套设备基本上是一套简单的激光标记系统。

    这项切割技术可以广泛适用于各种材料,从有色金属、非有色金属,到陶瓷、高分子材料甚至含碳复合材料,都涵盖其中。切割速度可以很方便的改变,对于薄金属板,可以做到小于10mm/min,对于厚的材料,切割速度可以大于1mm/min。当用于切割比较厚的金属时,必须采用切割线补偿或光束摆动等特殊技术来有效的扩大切口宽度。相对于传统激光切割,这些速度可能会比较慢,但对于很多应用来说,纳秒脉冲光纤激光器的低成本和灵活性是非常具有吸引力的。

    实验结果表明,SPI激光器的所有SM/HS/HM型号都可以实现有效切割,但是每种机器的切割特点会略有不同,这与材料的选择和要求的输出有关。以窄切缝宽度为例,具有高品质光束和较小光斑的SM型激光器最为适合,而对于较厚的材料,采用具有更高峰值功率和较大尺寸光斑的HM型效果会更好一点。

    铝材料

    纯铝和铝合金应用相当广泛,一些小的复杂的零件可以从比较厚的材料中切割出来而得到。完成之后的表面不产生拉丝那样的很大的影响,抛光部分同样可以被切削的很好。最厚到2mm的零件都可以这样切割成型,但是速度会比较慢。

    不锈钢

    不锈钢是一种应用非常广泛的材料,特别是在医疗工业中,对切割精度的要求非常高。对于0.5mm厚的304级材料,采用一个简单的扫描系统,就可以使切割速度大于20mm/min的同时获得很好的切割质量。但是,采用40W的HM型激光器,配备固定的切割头和同轴辅助气体,在200μm的不锈钢上的切割速度可以达到大于1.5m/min!(图)
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