العوامل الأساسية التي تؤثر على تأثير التركيز في التحكم في حزمة آلات قطع الليزر
1. خصائص العناصر المرتفعة والمعلمات
(1). تركيز عدسة المواد والأداء
اختيار المواد:
زجاج السيليكون: مناسب لأشعة الليزر فوق البنفسجية (مقاومة للطاقة العالية ، امتصاص منخفض).
السيليكون/الجرمانيوم بلورة: مناسبة لليزر CO₂ (الطول الموجي 10.6 ميكرومتر ، نقل الأشعة تحت الحمراء العالية).
السيليكا تنصهر: مناسبة لليزر الألياف (طول الموجة 1.06 ميكرومتر ، استقرار حراري جيد).
المعلمات الرئيسية:
الطول البؤري: كلما كان الطول البؤري أقصر ، كلما كان قطر البقعة الأصغر (القطر بقعة ≈ 1.22 × الطول الموجي × قطر الطول / العدسة البؤري) ، لكن العمق البؤري (نطاق الوضوح التركيز) يصبح ضحلًا ، مناسبًا لقطع المواد الرقيقة ؛ الطول البؤري الطويل مناسب للمواد السميكة ، وتجنب تركيز التحول الناجم عن تموجات سطح المواد.
قطر العدسة: كلما كان القطر أكبر ، كلما زادت قدرة التركيز ، زادت كثافة الطاقة ، ولكنها ستزيد من حجم النظام البصري.
(2). دقة وطلاء العاكسات
تسطيح السطح: يجب أن يكون خشونة السطح للعاكس<λ 10="" (λ="" is="" the="" laser="" wavelength),="" otherwise="" it="" will="" cause="" the="" divergence="" angle="" of="" the="" light="" beam="" to="" increase="" and="" the="" focused="" spot="" to="">
عملية الطلاء:
عاكس ليزر CO₂: طلاء الذهب (معدل الانعكاس> 98 ٪).
عاكس ليزر الألياف: طلاء انعكاس مرتفع (معدل الانعكاس> 99.5 ٪) ، يقلل من فقدان الطاقة.
2. جودة شعاع مصدر الليزر
(1). طول موجة الليزر
كلما كان الطول الموجي أقصر ، كلما كان قطر بقعة الضوء المركزة (على سبيل المثال ، ليزر الأشعة فوق البنفسجية مع λ=0. 355 μM ، يمكن أن تكون بقعة الضوء المركزة أقل من 10 ميكرومتر ؛ الدقة أقل).
(2). وضع الشعاع (عامل M²)
الوضع الأساسي (tem₀₀): يتم توزيع طاقة الشعاع في نمط غاوسي ، والبقعة الضوء المركزة لها استدارة جيدة وطاقة مركزة (M²=1) ، مثل ليزر الألياف عالية الطاقة.
وضع الترتيب الأعلى (TEMMN): يتم توزيع توزيع الطاقة ، وتصبح بقعة الضوء المركزة أكبر ، وتناقص كفاءة القطع (على سبيل المثال ، ليزر CO₂ منخفض الطاقة ، M² ≈ 10-20).
(3). استقرار الطاقة
عندما تتقلب قوة الليزر بأكثر من ± 5 ٪ ، تصبح كثافة الطاقة المركزة غير مستقرة ، مما يؤدي إلى عمق القطع غير المتسق (على سبيل المثال ، بالنسبة لتقلب طاقة ليزر الألياف 10 كيلو وات من ± 100W ، قد يؤثر على جودة القطع للمعادن التي تزيد عن 5 مم).
3. الدقة الميكانيكية والتحكم في الحركة
(1). استقرار نظام المسار البصري
صلابة الهيكل الميكانيكي: يجب أن يكون اهتزاز شريحة رأس الليزر وقابلة للحياة أقل من 50 ميكرون ؛ بخلاف ذلك ، سوف يتحول موضع التركيز (على سبيل المثال ، عندما تكون سرعة القطع 10 م/دقيقة ، فإن اهتزاز 100 ميكرون سيؤدي إلى انحراف متطور).
نظام التبريد: عندما يتجاوز التغير في درجة حرارة العدسة/المرآة العاكسة درجتين ، فإن التشوه الحراري سيغير الطول البؤري (يجب تجهيز نظام مبرد بالمياه أو تبريد الهواء ، مع دقة التحكم في درجة الحرارة من ± 0. 5 درجات).
(2). أداء نظام التركيز الديناميكي
تركيز سرعة الاستجابة: عند قطع المواد السميكة أو الأسطح المنحنية ، يجب أن تكمل آلية التركيز تعديل الطول البؤري خلال 5 {2}} MS (لقطع ليزر الألياف 20 مم من الصلب الكربوني ، يجب أن يكون خطأ التركيز الديناميكي <± 0.1 مم).
دقة تحديد موقع المحور z: تحتاج دقة دليل المحور z الذي يقوده محرك المؤازرة إلى الوصول إلى ± 0. 01 مم لتجنب تركيز انحراف الارتفاع.
4. البيئة والعوامل الداعمة
(1). درجة الحرارة البيئية والرطوبة
عندما تتقلب درجة الحرارة بأكثر من 3 درجة /ساعة ، فإن التغير في مؤشر الانكسار في الهواء يتسبب في انحراف الحزمة (يُنصح بالحفاظ على درجة حرارة ورشة العمل عند 25 ± 2 درجة) ؛ عندما تتجاوز الرطوبة 70 ٪ ، تكون العدسة عرضة للضباب ، ويجب تجهيز مزيل الرطوبة.
(2). نظافة الهواء
عندما يكون تركيز الغبار أكبر من 0.
(3). تدخل الغاز الإضافي
عندما يتقلب ضغط الغاز بأكثر من {{0}}. عندما يتجاوز الغاز محتوى الزيت والرطوبة 50ppm ، فإنه سوف يلوث العدسة.
5. معلمة معلمة مطابقة
(1). قطع السرعة وموضع التركيز
عندما تكون سرعة القطع سريعة جدًا (على سبيل المثال ، سرعة القطع لـ 1 0 mm Steel> 1m/min) ، يجب ضبط التركيز (حرك التركيز لأعلى بمقدار 0.5 مم) لتجنب تراكم الخبث ؛ إذا كانت السرعة بطيئة للغاية ، فيجب خفض التركيز لتوسيع المنطقة المتأثرة بالحرارة.
(2). حالة سطح المادة
عندما يكون سمك طبقة الأكسيد أو وصمة الزيت على سطح المادة أكبر من 50μm ، يزداد انعكاس الليزر (على سبيل المثال ، يكون انعكاس لوحة الصلب الصدئة أعلى بنسبة 30 ٪ من لوحة الصلب الملساء) ، ومن الضروري تنظيفها مسبقًا أو زيادة تعويض الطاقة.
----- رايثر ليزر كاميلا وانغ