激光切割机需要掌握和解决切割精度高或厚度大的部件的几项关键技术。焦点位置控制技术就是其中。激光切割加工的优点是光束能量密度高,因此焦点光斑的直径尽可能小,以产生狭窄的切割缝。由于聚焦镜头的焦深越小,聚焦镜头的直径就越小。对于高质量的切割,有效的聚焦深度也与镜头直径和切割材料有关。因此,控制焦点比切割材料表面的位置比较重要。如何用激光切割机切割高质量的产品?
由于激光功率密度对切割速度有很大的影响,选择镜头焦长度是一个重要的问题。激光束聚焦后,光斑大小与镜头聚焦成正比。短焦长镜头聚焦后,光束尺寸小,焦点功率密度高,有利于材料切割;但其缺点是焦深短,调节余量小,一般适用于高速切割薄材料。由于长焦长镜头具有较宽的焦深,只要有足够的功率密度,就适合切割厚工件。
在确定工件表面的相对位置对确保切割质量尤为重要。由于焦点的功率密度高,在大多数情况下,焦点位置刚刚在工件表面或略低于表面。在整个切割过程中,保证焦点和工件的相对位置是获得稳定切割质量的重要条件。有时,由于冷却不良,镜头工作会导致焦点长度变化,需要及时调整焦点位置。当焦点处于比较佳位置时,切割缝小,效率高,比较佳切割速度可获得较佳切割效果。在大多数应用中,激光切割机将光束焦点调整到喷嘴下。喷嘴与工件的表面间距一般为1.5mm左右。
在激光切割加工中,经常会遇到聚焦等问题。确定焦点位置有三种简单的方法:
(1)打印方法:将切割头从上到下移动,在塑料板上打印激光束,主要打印小直径。
(2)斜板法:水平拉动与垂直轴成一角的塑料板,找到激光束的较小部分作为焦点。
(3)蓝火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上到下移动,直到蓝火花大。