雷射切割技術的基本知識

雷射切割的工作原理

雷射切割機配備雷射發生器，可發射高能量雷射光束。雷射光束經透鏡聚焦後形成一個極小的高能量光斑。將光斑聚焦在適當的位置，材料吸收雷射能量後會發生蒸發、熔化、燒蝕或達到燃點。隨後，高壓輔助空氣（二氧化碳、氧氣或氮氣）會將殘留物吹走。雷射頭由伺服馬達驅動，並由程式控制，沿著預定路徑在材料上移動，從而切割出各種形狀的工件。

雷射產生器（雷射光源）的分類

光可以依顏色分類，例如紅光、橙光、黃光、綠光等等。它可以被物體吸收或反射。雷射也是光的一種。不同波長的雷射具有不同的特性。雷射產生器的增益介質（即把電能轉換成雷射的介質）決定了雷射的波長、輸出功率和應用範圍。增益介質可以是氣態、液態或固態。

1.最典型的氣體雷射是二氧化碳雷射；

2.最典型的固態雷射包括光纖雷射、YAG雷射、雷射二極體和紅寶石雷射；

3.液態雷射使用有機溶劑等液體作為工作介質來產生雷射。

不同材料對不同波長的雷射吸收率不同，因此必須仔細選擇雷射產生器。對於汽車產業而言，最常用的雷射是光纖雷射。

雷射光源的工作模式

雷射光源通常有三種工作模式：連續模式、調變模式和脈衝模式。

在連續模式下，雷射的輸出功率保持恆定。這使得進入材料的熱量相對均勻，因此適合高速切割。這不僅可以提高工作效率，還會加劇熱影響區的影響。

在調製模式下，雷射的輸出功率與切割速度成正比。它透過限制每個點的功率來保持材料吸收的熱量處於較低水平，從而避免切割邊緣不均勻。由於其控制較為複雜，工作效率不高，只能短暫使用。

脈衝模式可分為普通脈衝模式、超強脈衝模式和超強脈衝模式。但它們的主要差異僅在於脈衝強度。使用者可根據材料特性和結構精度進行選擇。

總而言之，雷射通常以連續模式工作。但為了獲得最佳切割質量，對於某些材料，需要調整進給速度，例如加速、快速切割和旋轉延遲。因此，在連續模式下，僅僅降低功率是不夠的，必須透過改變脈衝來調節雷射功率。

雷射切割參數設定

根據不同的產品要求，需要在不同的工況下不斷調整參數以獲得最佳參數。雷射切割的標稱定位精度可達0.08mm，重複定位精度可達0.03mm。但在實際應用中，孔徑的最小公差約為±0.05mm，孔位的最小公差約為±0.2mm。

不同的材料和不同的厚度需要不同的熔化能量，因此所需的雷射輸出功率也不同。在生產過程中，工廠主需要在生產速度和品質之間取得平衡，選擇合適的輸出功率和切割速度，以確保切割區域獲得足夠的能量，從而有效率地熔化材料。

雷射將電能轉換為雷射能量的效率約為30%-35%。這意味著，輸入功率約為4285W~5000W時，輸出功率僅為1500W左右。實際輸入功率遠大於標稱輸出功率。此外，根據能量守恆定律，其他能量會轉換為熱能，因此需要加裝工業用水冷機。

S&A是一家信譽卓著的冷水機製造商，在雷射產業擁有19年的經驗。其生產的工業水冷機適用於冷卻各種雷射器，例如光纖雷射、CO2雷射、紫外線雷射、超快雷射、雷射二極體和YAG雷射等等。所有S&A冷水機均採用久經考驗的成熟組件，確保運作穩定可靠，使用者可放心使用。