YAG激光器的介紹

YAG激光器切割機(jī)的介紹一光學(xué)系統(tǒng)的介紹光學(xué)系統(tǒng)包括YAG激光器、全反鏡、半反鏡、擴(kuò)束鏡組、聚焦切割頭組件。激光有能量密度，實(shí)際的切割效果決定于作用在工件表面的激光能量密度。為了能夠很好地進(jìn)行激光切割，必須進(jìn)一步提高激光的能量密度。這有兩種方法：一種是提高激光器的激光輸出功率，一種是將激光器發(fā)出的激光束進(jìn)一步變細(xì)或激光束模式調(diào)整，這需要一套光學(xué)的系統(tǒng)如下聚焦切割頭組件擴(kuò)束鏡半反鏡YAG激光器二切割工藝介紹聚焦切割頭組件擴(kuò)束鏡半反鏡YAG激光器二切割工藝介紹全反鏡 激光準(zhǔn)直激光切割工藝由激光器輸出波長為1064nm的激光束經(jīng)擴(kuò)束通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度的光斑作用在物體表面，經(jīng)高能量光點(diǎn)熔融、蒸發(fā)金屬材料，并通過高壓保護(hù)氣體（N2）擠壓帶走溶渣或助燃?xì)怏w（O2）助燃使作用點(diǎn)瞬間熔融能量加強(qiáng)，提高激光加工能力激光切割工藝分類：汽化切割無氧熔化切割氧助熔化切割控制斷裂切割.汽化切割：當(dāng)聚焦到材料表面的激光功率密度非常高時(shí)，與熱傳導(dǎo)相比，材料表面的溫度上升極快，直接達(dá)到汽化溫度，而沒有熔化產(chǎn)生如飛秒激光切割任何材料都屬于汽化切割，或連續(xù)激光切割一些低汽化溫度的材料如木材，碳素及某些塑料.無氧熔化切割當(dāng)激光切割材料時(shí)，若所吹輔助氣體為惰性氣體，熔化的材料將不會(huì)與空氣中的氧氣接觸，也就不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。故稱為無氧熔化切割。因此在同等條件下，無氧熔化切割所需的激光能量將比氧助熔化切割的高。.氧助熔化切割當(dāng)激光切割金屬材料時(shí)，若所吹輔助氣體為氧氣或含氧的混合氣體，被激光加熱的金屬材料產(chǎn)生氧化放熱反應(yīng)，這樣在激光能量外就產(chǎn)生了另一個(gè)熱源－－金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能，并且兩個(gè)熱能共同完成材料的熔化及切割，稱之為氧助熔化切割。一般講，氧氣流的速度越高，金屬材料氧化放熱反應(yīng)，就越激烈。產(chǎn)生的熔渣被高速的氧氣流排出越徹底，可以得到較高的切割速度，但氧氣流的速度太高，氣流會(huì)帶走太多的熱能，導(dǎo)致熔化金屬冷卻，使金屬的氧化反應(yīng)速度減緩，會(huì)產(chǎn)生切不透的現(xiàn)象。.控制斷裂切割對于容易受熱破壞的脆性材料，通過激光束加熱進(jìn)行高速、可控的切斷，稱為控制斷裂切割。這種切割過程主要內(nèi)容是：激光束加熱脆性材料小塊區(qū)域，引起該區(qū)域大的熱梯度和嚴(yán)重的機(jī)械變形，導(dǎo)致材料形成裂縫。只要保持均衡的加熱梯度，激光束可引導(dǎo)裂縫在任何需要的方向產(chǎn)生。激光劃片：激光劃片主要是指刻劃硅片，陶瓷基片、金剛石薄膜、太陽能電池等都屬于控制斷裂切割。三、影響激光切割效果的因素.工件特性及激光波長對切割效果影響很大:因?yàn)樗鼈冎苯佑绊懖牧蠈す饽芰康奈章?。吸收率大小決定著激光加工的能量利用率。一般非金屬材料對紫外激光和10600NM的CO2激光的吸收率很大。不同的金屬材料對不同的波長的激光的吸收率變化很大.工藝參數(shù)的影響：氣嘴大小、氣流、輔助氣體、切割速度、能量大小頻率高低、焦點(diǎn)位子、穿孔時(shí)間、程序設(shè)計(jì)（切割路徑優(yōu)化）等。.激光模式的好壞及光束質(zhì)量、光路是否偏離都對切割效果有影響。四、常用材料的激光切割特性不同的材料激光切割的特性也不一樣，因?yàn)閷す獾奈章什幌嗤，F(xiàn)在主要講下金屬類的材料激光切割。下圖為不同的金屬對不同的波長激光吸收率室溫下幾種激光除作用時(shí)締光潔表面材料的跚符甌離+激光48Snm^紅寶石黜694him口YAGO1。64nlMC02O*106優(yōu)皿僧￡那平：;0.O9P(M并'W0.01并;L.抑：0.海的評0.10^0見并；金解。取0.07?一4:0.017+1 1D36F：0卻平，。型-p ，窗。.伽0期］-y則"■OJSP:必甲：'' 。.麻0.04"」L.臥：0.48P0.48^ .0.40^0.027甲,i心”03”0加史斛0*0.036^ ;新D.2W0你0.11^,卸師，0.47P:0.44平：■' 0期—P 」L.曲:0網(wǎng)0.04平(W仙麻,i加(W。加0.18^0044^ ,錫J02CP。.反0.1*0.03肝;船：0.4S'.0.45?如O.(W,1鴇。；0.55P:0.50* :■- 0.41^O.C26+5 -L.券—PT?！?1普通碳鋼的激光切割低碳鋼最適合用氧助熔化激光切割。低碳鋼含有99%以上的鐵，鐵的氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱，可以減小對激光的能量要求；另氧氣可自由穿過氧化反應(yīng)造成的氧化鐵層進(jìn)入熔化材料。因氧化的熔渣的黏度低，很容易被氣流吹走。所以激光切割低碳鋼速度高切口較好、光潔不銹鋼的激光切割不銹鋼一般采用高壓氮?dú)廨o助切割，需要的激光能量較高，切口白亮不會(huì)氧化不變色且毛刺很少。如用氧氣切割，在相同的激光能量下，速度可更快，但切口被氧化發(fā)黑。不同型號的不銹鋼，可能切割參數(shù)略有不同，效果也略有差別。因?yàn)椴讳P鋼含鉻或者鎳的成分不一樣。鎳合金的激光切割對鎳合金的激光切割同不銹鋼的切割差不多，但由于熔融態(tài)的鎳的黏度較高，更容易引發(fā)熔渣黏在背面的害縫上，也就是容易產(chǎn)生毛刺，一般情況下用氧氣切割。鈦及其合金的激光切割因?yàn)殁伒难趸磻?yīng)放大量的熱能，氧氣切割會(huì)產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，雖然速度較快，但很容易引起切口過燒，一般采用空氣為輔助切割，背面有少量毛渣產(chǎn)生，但很容易清除，這樣便于控制切割效果。也可吹氮?dú)馇懈?，減少氧化污染問題，但切口有熱影響易改變材料的力學(xué)性能。鋁及其合金的激光切割由于鋁及其合金對YAG激光有較高的反射率，一般用的激光能量都比切割碳鋼、不銹鋼的能量要高。切割可以吹空氣。切口比較白亮，但無論吹空氣還是氮?dú)馇懈?，背面都有少量的粉沫狀的毛刺，卻是很容易去除銅材料的激光切割銅跟鋁很相似，對激光有較高的反射率，較薄的黃銅還是比較好切割，但紅（紫）銅需要吹氧氣可以較好的切割。背面會(huì)有毛刺，很容易刮掉貴金屬（金、銀）激光切割跟銅極為相似，需要吹氧氣切割YAG激光切割機(jī)的一些基本參數(shù)下面以200w的激光器為例材料厚度速度不銹鋼碳鋼0.1-0.330mm/s不銹鋼碳鋼0.520mm/s不銹鋼碳鋼0.815mm/s不銹鋼碳鋼1.012mm/s不銹鋼碳鋼1.58mm/s不銹鋼碳鋼2.05mm/s總結(jié)YAG激光切割機(jī)切割不銹鋼時(shí)通常只采用空氣和氮?dú)舛徊捎醚鯕猓瑢η忻尜|(zhì)量有較高要求的情況下采用較大壓力的氮?dú)?/p>