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解释激光束特性对激光加工质量的影响

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-11 4:42:05 * 浏览: 0
激光加工过程首先是热变化过程。激光器发出的能量聚焦在一个小的目标区域,并将热量传递给正在处理的材料。激光加工过程高度依赖于材料吸收的能量。该过程的效率通常是辐照度的平方或立方的函数。因此,可以得出结论,该总能量和工件上的焦斑的空间分布的关键是在加工过程的成功,这是将激光束的空间能量分布形状的变形非常敏感。在激光焊接中,必须非常精确地控制部件之间的间隙,这需要激光束的能量始终与相同的目标区域对准而没有焦点漂移。如果进行高速焊接,不良的梁结构会导致焊接不良的问题。在石家庄激光切割中,光束的质量和聚焦能力对于狭缝本身的质量至关重要。质量差的梁可能导致零件报废或重新加工以增加成本。 1.激光加工光束特性参数和评价指标在高功率激光加工中影响激光热加工的因素很多。对于激光束,主要是聚焦功率密度,焦斑形状,光强分布和焦点漂移等。这些参数不仅与激光输出功率有关,而且更依赖于光束模式的分布和稳定性。 1.1激光加工光束特性参数根据激光束在激光加工的影响,激光加工光束特性参数可以被分为三类:功率特性(激光功率,功率密度,连续或脉冲),光束特性(光束模式下,光束质量,简介)。光束),焦点特征(焦点大小,焦点位置,焦点深度)。这些光束特征参数不是独立的,而是相互作用的。对于相同功率的激光束,光束质量越好,焦点焦点越小,焦点的功率密度越大。使用短焦距聚焦镜的相同激光束可以获得更小的聚焦焦点和更大的聚焦功率密度,但是导致大的像差,难以进行透镜处理,并且短聚焦也容易引起聚焦镜污染。利用长焦距聚焦镜,可以获得大焦斑和长焦深,并且光斑偏移对激光加工质量的影响相对较小。作为光束特性最重要的参数之一,光束质量对光束能量分布,聚焦焦点尺寸和功率密度等重要参数有很大影响。它是评估激光制造系统的关键参数。它不仅标志着激光制造系统。可加工性(如图1所示)对激光材料的加工也有重要影响。图1.不同激光加工系统的激光功率和光束质量要求。 1.2光束质量的任何旋转对称的激光束具有三个参数:腰部位置Z0,光束束腰半径的ω,0和远场发散角(半角)THETA,0图2的激光束的特性参数(1)特性光束质量值各种特征值用于描述激光束的质量:K因子,光束质量因子(M2)和光束参数乘积(BPP)。通过简单的计算直接相互转换。光束参数乘积是θ,0和ω,0的乘积,其在整个激光透射区域中是保守的。例如,通过安装透镜或扩束器来改变光束直径将影响光束的发散角。因此,光束参数乘积用于测量光束聚焦能力。外部光路的光束参数乘积仅在使用使用像差或孔径效应的光学系统时受到影响。图3显示了通过不同值的激光加工获得的蒸汽槽的形状。从图中可以清楚地看出,当值增加时,即光束质量恶化,整个蒸汽槽的纵横比大大减小,并且槽形状从香蕉形状改变(图2)。 3a)到喇叭形状(图。图3b)。图3.形状通过不同光束质量的激光焊接形成的蒸汽沟槽