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光纤激光器在薄板上的高速切割中的优势

作者:admin 来源:未知 点击:192 更新时间:2019-04-03
激光切割以其切割速度高、切割范围广、切缝窄、切割质量好、机械变形小、
加工时无工具磨损、加工柔性好等优点在现代制造业中得到了极为广泛的应用。在工业生产的全部激光加工应用中,激光切割所占的比例大约为70%以上,是激光加工中最重要的一项应用技术。激光切割设备所使用的主流的光源为传统的CO2激光器。CO2激光切割设备可以稳定切割20mm以内的碳钢,10mm以内的不锈钢,8mm以内的铝合金。近几十年来,光纤激光器作为第四代激光器的代表,得到了非常迅速的发展。光纤激光器的输出功率从几年前的几十毫瓦,发展到现在的几十瓦、几千瓦甚至几万瓦。应用范围也越来越广泛,市场需求逐年增加,增长速度迅速。
近几年光纤激光切割也开始登上了激光切割的大舞台。与传统的激光加工光源CO2 激光器 和YAG激光器相比,光纤激光器使用光纤作为工作物质,其种类较多,应用较多的主要是稀土掺杂光纤激光器,辐射波长由基质的稀土掺杂剂决定,其光束质量不受激光功率运作的影响,光束质量好。把光纤激光器应用到激光加工设备中,具有众多显著的优点:可以获得更小的聚焦光斑,提高加工精度;光纤传导激光,容易实现复杂加工和在线加工,具有很高的加工柔性;结构简单,体积小巧,使得光纤激光加工设备的重量和体积小,对场地面积要求小;电光转换效率高,电能消耗少。CO2激光切割系统的电源效率为8%~10%,而光纤切割系统大约为25%~30%;几乎不需要维护。因此,光纤激光器在激光加工成套设备领域中,有非常好的应用前景和经济价值。
光纤激光器在切割4mm以内的薄板时优势明显。首先,光纤激光具有短波长的特性,有利于被金属材料吸收,使其在切割碳钢、不锈钢、以及纯铝、黄铜等高反射材料比传统的CO2激光切割机具有更快的切割速度。同时,可产生更加集中的光束和更小的焦点,更集中的能量和更小的热效应使得光纤激光在薄板材料的切割上有着更多的优势——更高的切割速度和更高的切割精度。与CO2激光器相比,在获得相同切割质量的情况下,相同的功率能获得更高的切割速度,相同的切割速度只需要更小的功率。其次,光束质量高,从而能够实现更小的光斑直径,即使在更长的工作距离及更大的焦深情况下,仍能提供很快的加工速度,极大地降低工件公差。以配置有IPG 2KW光纤激光切割机为例,其切割0.5mm碳钢的速度可达40m/min。再则,光纤激光器配合同样柔性化的机器人系统,可轻松实现三维切割,尤其是在汽车行业,基本上都是1mm左右的薄板曲面切割,光纤激光切割柔性设备以其极快的加工速度、便捷的维护、低廉的成本当仁不让的占领了这片市场。
光纤激光器相对于传统的激光器在薄板高速切割上的优势,必将加速其在 激光切割 市场上的发展,有着极大的市场潜力。
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