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解读激光光束特性对激光加工质量的影响
发布时间:2021-11-29 00:14
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本文摘要:激光加工过程首先是一个热变化过程,激光器收到的能量探讨于较小的靶区,并将热量传送给被加工的材料,激光加工过程高度依赖材料所能吸收的能量。加工过程的效率往往是辐照度的平方或立方的函数。因而可以推断,工件上的焦斑总能量和能量空间产于是加工过程的顺利关键,而且对激光束空间能量产于形状的变形是十分脆弱的。 在激光焊中,零件之间的间隙必需掌控十分精准,这就必须把激光束的能量一直对准完全相同的靶区而不再次发生焦斑飘移。如果展开高速焊,不当光束结构可以引发焊缝不当的问题。

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激光加工过程首先是一个热变化过程,激光器收到的能量探讨于较小的靶区,并将热量传送给被加工的材料,激光加工过程高度依赖材料所能吸收的能量。加工过程的效率往往是辐照度的平方或立方的函数。因而可以推断,工件上的焦斑总能量和能量空间产于是加工过程的顺利关键,而且对激光束空间能量产于形状的变形是十分脆弱的。

在激光焊中,零件之间的间隙必需掌控十分精准,这就必须把激光束的能量一直对准完全相同的靶区而不再次发生焦斑飘移。如果展开高速焊,不当光束结构可以引发焊缝不当的问题。在激光切割成中,光束的质量和探讨能力对切口本身的质量十分关键。

质量粗劣的光束可以导致零件出厂或返修而减少成本。  1.激光加工光束特性参数及其评价指标  高功率激光加工过程中,影响激光热加工的因素很多,对于激光束,其中主要是焦点功率密度、焦斑形状、透射产于和焦斑飘移等,这些参数不仅与激光输出功率有关,而且更加依赖光束模式的产于和稳定性。  1.1激光加工光束特性参数  按照激光光束对激光加工的影响,可以把激光加工光束特性参数分为三类:功率特性(激光功率、功率密度、倒数或脉冲)、光束特性(光束模式、光束质量、异形光束)、焦点特性(焦点大小、焦点方位、焦深)。  这些光束特性参数并不是独立国家的,而是相互影响的。

某种程度功率的激光束,光束质量就越好,探讨焦点就就越小,焦点的功率密度就越大。同一束激光,使用较短焦距探讨镜,可获得较小的探讨焦点和较小的焦点功率密度,但是导致像劣大,镜片加工艰难,较短探讨也更容易建探讨镜污染。

使用宽焦距探讨镜,可获得较小的焦斑和较长的焦深,光斑位移对激光加工的质量影响比较较小。光束质量作为光束特性中最重要的参数之一,对光束能量产于、探讨焦点大小、功率密度大小等最重要参数有相当大影响,是评价激光生产系统的关键参数,它不仅标志了激光生产系统的可加工能力(如图1右图),还对激光材料加工过程产生最重要的影响。

  图1有所不同加工方式对激光生产系统的激光功率和光束质量的拒绝  1.2光束质量  任何转动平面的激光束具备三个参数特点:光腰方位Z0、光束裙半径0和远场收敛角(半角)0。  图2激光束特征参数  (1)光束质量的特征值  多种具有特征化的值被用作叙述激光束的质量:K因子、光束质量因子(M2)及光束参数乘积(BPP),这些特征值通过非常简单计算出来能互相必要切换。光束参数乘积是0和0的乘积,在整个激光传输区域动量。

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例如,通过加装透镜或扩束镜来转变光束直径,将不会影响光束的收敛角。因此,光束参数乘积用来取决于光束探讨能力。

只有在用于像劣或孔径效应的光学系统时才不会影响外光路的光束参数乘积。  图3中得出了有所不同值时,激光加工所获得的蒸汽沟槽的形状。由图中可以确切的显现出,当值升高,即光束质量变差时,整个蒸汽沟槽的浅宽比大大上升,沟槽形状由香蕉状(图3a)变为喇叭状(图3b)。


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