摘要

在此我们向大家第一次展示用光纤激光器切割薄不锈钢板的详细结果。同传统的激光切割相比，不但切缝非常窄，而且断面锲角小，再熔层大幅减少。另外，对成本优势也将加以说明。

介绍

光纤激光器的诸多优点正被工业界所承认:

Ø       功率稳定

Ø       免于维护

Ø       尺寸小巧

Ø       即插即用

在大多数情况下，微切割所需的平均功率相对较小，许多医疗用器件材料的厚度为小于0.5 mm，这里我们第一次展示在0.5 mm 厚304不锈钢上进行切割的结果。之所以选择此种合金，是因为其被广泛地使用。之所以选择这一厚度，是因为材料被切割的同时，不会产生锲角，没有明显的再熔层。切割较薄的材料效果会一样或更好。

设备制造商已开始提供完全集成的商用光纤激光切割系统，这一系统安放在X-Y 工作台上或机械臂上，以便精密切割。

激光切割钢材

在激光切割工业开始初期，高功率CO₂激光器主要被用来切割钢板，您可获得这方面的大量资料，具体切割过程已得到了充分的研究和讨论，激光切割大致可分为以下两种不同的工艺：

有氧切割: 这一技术是使用了同轴送氧方法，被广泛地用来切割含碳钢。额外产生释放的能量有助于提高切割速度。

惰性气体切割: 要得到高质量的切割，同轴输送的氮气或氩气等惰性气体有助于减少切割表面渣滓，从而得到光滑的切割表面。这尤其表现在切割不锈钢材料时，因为切割不锈钢所产生的渣滓流动性低，顽固地粘附于切缝下面。

SPI 200W 连续（CW）激光器

 图1—用100w激光以1m/min的速度切割厚度为0.5mm的不锈钢：完全切透的0.5mm厚304型不锈钢切口断面。

 

图2—图1的局部400倍放大图

 

实验详细情况

样品的加工是用单焦距透镜结构完成的。保持光束功率的稳定，再调整切割速度，然后，用传统的金相技术对切割样品进行特别处理，切割结果如图1，图2显示。如进行视觉观察，须对金相技术处理过的样品进行检测。不同参数下样品的横断切面须经过金相技术处理以便于观察。

 

光纤激器同其它激光器的比较

Ø       光纤激光器切割的工件具有小的楔角，高的纵横比，优化调节过程少。

Ø       同标准的闪灯泵浦YAG激光切割相比，楔角和切割再熔层厚度明显降低。

Ø       由于具有可自由调节脉冲频率和脉冲周期的能力，使得切割的可控制性得到明显的改善。

Ø       通过对光纤激光切割横断面的金相检验，进一步证实了视觉观察到的质量结果。

 

Tony Hoult博士是SPI公司应用经理，SPI公司是提供高功率光纤激光的主要供应商，其产品主要用于工业激光材料工业。 

 

 

光纤激光器的优点：

 

ü        由于具有可自由调节脉冲频率和脉冲周期的能力，使得切割的可控制性得到明显的改善

ü        由于光纤激光器的光斑质量高，因此可使用长焦距的透镜，从而增加了切割工艺调整的范围，减少了加工试验次数

ü        稳定的激光功率决定了稳定的焊接工艺

ü        光纤激光器易于集成，或改进安装到激光工作站上

ü        无需闪灯= 较低的维护成本

ü        内含式激光被安置在标准的19英寸的支架上，因此同标准的固体激光器相比，占用较小的安放空间

ü        同固体Nd: YAG激光器或CO2激光器相比，用SPI的100w光纤激光器进行的切割，具有切割楔角小，再熔层少等优点

 

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