激光切割技术的一些基础知识

激光切割的工作原理

激光切割配备激光发生器，发射高能激光束。激光束经透镜聚焦后，形成一个非常微小的高能光斑。通过将光斑聚焦到合适的位置，材料吸收激光能量，从而蒸发、熔化、烧蚀或达到燃点。然后，高压辅助空气（二氧化碳、氧气、氮气）将废渣吹走。激光头由程序控制的伺服电机驱动，沿着预定的路径在材料上移动，从而切割出不同形状的工件。

激光发生器（激光源）的类别

光可以分为红光、橙光、黄光、绿光等。它可以被物体吸收或反射。激光也是光。不同波长的激光具有不同的特性。激光发生器（将电能转化为激光的介质）的增益介质决定了激光的波长、输出功率和应用。增益介质可以是气态、液态和固态。

1.最典型的气态激光器是CO2激光器；

2.最典型的固体激光器包括光纤激光器、YAG激光器、激光二极管、红宝石激光器；

3.液态激光器利用有机溶剂等液体作为工作介质产生激光。

不同的材料对激光的吸收波长不同，因此必须谨慎选择激光发生器。对于汽车行业来说，最常用的激光器是光纤激光器。

激光源的工作模式

激光源常有3种工作模式：连续模式、调制模式和脉冲模式。

连续模式下，激光的输出功率恒定，使得进入材料的热量比较均匀，适合高速切割，虽然可以提高工作效率，但同时也会加剧热影响区的影响。

调制模式下，激光器的输出功率是切割速度的函数。通过限制每个点的功率，可以保持进入材料的热量处于相对较低的水平，从而避免切割边缘不均匀。由于控制较为复杂，工作效率不高，且只能短时间使用。

脉冲模式分为普通脉冲模式、超强脉冲模式和超强脉冲模式，但它们的主要区别仅在于强度的不同，用户可根据材料的特性和结构的精度要求来选择。

综上所述，激光器通常工作在连续模式下。但为了获得最佳的切割质量，对于某些材料，需要调整进给速度，例如加速、减速和转弯时的延时。因此，在连续模式下，仅仅降低功率是不够的，必须通过改变脉冲来调整激光功率。

激光切割参数设置

根据不同的产品要求，需要在不同工况下不断调整参数，以获得最佳参数。激光切割标称定位精度可达0.08mm，重复定位精度可达0.03mm。但实际加工过程中，孔径的最小公差为±0.05mm，孔位的最小公差为±0.2mm。

不同的材料和不同的厚度需要不同的熔化能量，因此所需的激光器输出功率也不同。在生产中，工厂主需要在生产速度和质量之间取得平衡，选择合适的输出功率和切割速度，使切割区域获得合适的能量，从而有效地熔化材料。

激光器将电能转化为激光能量的效率约为30%-35%。这意味着输入功率约为4285W~5000W，输出功率仅为1500W左右。实际输入功耗远大于标称输出功率。此外，根据能量守恒定律，其他能量会转化为热能，因此需要加装工业冷水机。

S&A 是一家值得信赖的冷水机制造商，在激光行业拥有 19 年的经验。其生产的工业冷水机适用于冷却各种激光器，例如光纤激光器、二氧化碳激光器、紫外激光器、超快激光器、激光二极管、YAG 激光器等等。所有 S&A 冷水机均采用久经考验的组件制造，确保无故障运行，让用户安心使用。