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2011-02-14 17:15

脈沖光纖激光器應(yīng)用于金屬切割

雖然納秒脈沖光纖激光器通常被用于激光打標(biāo)，但是由于納秒脈沖光纖激光器的成本較低，緊湊，可靠，不需要經(jīng)常維護(hù)，所以用它也非常適合用來(lái)進(jìn)行蒸發(fā)切割。通過(guò)采用直接調(diào)制種子激光的MOPA（主控振蕩器的功率放大器）等設(shè)計(jì)，我們可以得到短脈沖和相對(duì)高的峰值功率，這些技術(shù)都把激光器變成切割金屬有效的加工工具。

作為一種連續(xù)波型切割器的替代品，脈沖光纖激光器可以應(yīng)用于多通蒸發(fā)式切割過(guò)程中，監(jiān)測(cè)裝置控制激光來(lái)回通過(guò)切割線，每次僅切除很少的金屬，并且不需要噴嘴和輔助氣體。這項(xiàng)技術(shù)提供了一個(gè)靈活、精確和合理的解決方案。而且這套設(shè)備基本上是一套簡(jiǎn)單的激光標(biāo)記系統(tǒng)。

這項(xiàng)切割技術(shù)可以廣泛適用于各種材料，從有色金屬、非有色金屬，到陶瓷、高分子材料甚至含碳復(fù)合材料，都涵蓋其中。切割速度可以很方便的改變，對(duì)于薄金屬板，可以做到小于10mm/min，對(duì)于厚的材料，切割速度可以大于1mm/min。當(dāng)用于切割比較厚的金屬時(shí)，必須采用切割線補(bǔ)償或光束擺動(dòng)等特殊技術(shù)來(lái)有效的擴(kuò)大切口寬度。相對(duì)于傳統(tǒng)激光切割，這些速度可能會(huì)比較慢，但對(duì)于很多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，納秒脈沖光纖激光器的低成本和靈活性是非常具有吸引力的。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SPI激光器的所有SM/HS/HM型號(hào)都可以實(shí)現(xiàn)有效切割，但是每種機(jī)器的切割特點(diǎn)會(huì)略有不同，這與材料的選擇和要求的輸出有關(guān)。以窄切縫寬度為例，具有高品質(zhì)光束和較小光斑的SM型激光器最為適合，而對(duì)于較厚的材料，采用具有更高峰值功率和較大尺寸光斑的HM型效果會(huì)更好一點(diǎn)。

鋁材料

純鋁和鋁合金應(yīng)用相當(dāng)廣泛，一些小的復(fù)雜的零件可以從比較厚的材料中切割出來(lái)而得到。完成之后的表面不產(chǎn)生拉絲那樣的很大的影響，拋光部分同樣可以被切削的很好。最厚到2mm的零件都可以這樣切割成型，但是速度會(huì)比較慢。

不銹鋼

不銹鋼是一種應(yīng)用非常廣泛的材料，特別是在醫(yī)療工業(yè)中，對(duì)切割精度的要求非常高。對(duì)于0.5mm厚的304級(jí)材料，采用一個(gè)簡(jiǎn)單的掃描系統(tǒng)，就可以使切割速度大于20mm/min的同時(shí)獲得很好的切割質(zhì)量。但是，采用40W的HM型激光器，配備固定的切割頭和同軸輔助氣體，在200μm的不銹鋼上的切割速度可以達(dá)到大于1.5m/min！（圖）

鈦材料

薄的鈦板很容易切割，對(duì)于工程應(yīng)用，必須要注意確保邊緣氧化不會(huì)影響切邊的質(zhì)量。然而，對(duì)于那些對(duì)技術(shù)功能要求不高的應(yīng)用，比如裝飾用的珠寶，這種過(guò)程就比較理想，同時(shí)可以結(jié)合顏色標(biāo)記。