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激光切割机采用固体激光器的影响

北京pk10发布时间: 2018-12-24


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固体激光器是激光分割机(用途:金属切割,非金属切割)选用的一种激光器,相对于其它的激光器来说,其具有光束强,加工精细的特性。激光切割机所谓激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发,以达到切割和雕刻的目的,具有精度高,切割快速,不局限于切割图案限制,自动排版节省材料,切口平滑,加工成本低等特点,将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备。激光切割机以光的形式集中成一条高密度的光束,光束传递到工作表面,产生足够的热量,使材料熔化,加之与光束同轴的高压气体直接除去熔化金属,从而达到切割的目的,这说明激光切割加工同机床的机械加工有着本质的区别。

3015s4.jpg    与闪光灯相比,有着50%发光效率的激光分割机半导体(semiconductor)激光器对于激光分割机固体激光器来说是更理想的泵浦源。激光切割机以光的形式集中成一条高密度的光束,光束传递到工作表面,产生足够的热量,使材料熔化,加之与光束同轴的高压气体直接除去熔化金属,从而达到切割的目的,这说明激光切割加工同机床的机械加工有着本质的区别。在过去的十年中,渐渐可以批量生产具有比较高的功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)与稳定(wěn dìng)性的半导体激光器带动了固体激光器从概念到结构上整体的发展。激光分割机半导体激光器发出的光波长很窄,能够调整到与激光泵浦物魇严格匹配的波长,这样就能够将固体激光器内部产生的热降到最低,而这必将带给激光切割机(用途:金属切割,非金属切割)激光器更高的效率和光束质量。此外半导体激光器的寿命一般在10000h以上,远超过闪光灯的不到lOOOh的寿命,这就使激光器整体变得更可靠,从而降低维护的频率(frequency)。
    典型的激光分割机固体激光器重要部分是一个棒状的激光活性介质(起决定作用的物质)。激光切割机以光的形式集中成一条高密度的光束,光束传递到工作表面,产生足够的热量,使材料熔化,加之与光束同轴的高压气体直接除去熔化金属,从而达到切割的目的,这说明激光切割加工同机床的机械加工有着本质的区别。棒状的介质很容易制作,其最重要的特性是它输出的激光一般都是轴向对称的。其他形状如矩形板状不是生活中经常见到,只有当需要一些特殊的激光参数或需要增益物质的一些特殊规格时才会用到。工业应用的激光切割机(用途:金属切割,非金属切割)固体激光器主要采用一些稀有气体的灯为光源,以光泵浦形式工作。不过由于闪光灯发射的光的波长线宽很宽,而工作物质却只吸收与之匹配的很窄波长范围(fàn wéi)的光,这就意味着只有很小一部分的泵浦能量被传给工作物质。除了效率问题(Emerson)之外,激光器在工作时还会产生大量的热,而这些废热也会影响(influence)输出激光的光束质量和输出功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)。一般只有不到3%的电能可以转变成激光输出。
    这种热负荷会很严格的限制激光分割机固体激光器的输出功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)和光束质量。激光切割机所谓激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发,以达到切割和雕刻的目的,具有精度高,切割快速,不局限于切割图案限制,自动排版节省材料,切口平滑,加工成本低等特点,将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备。热是产生在增益物质的内部的,而不管使用冷却剂还是用吸热器都只能冷却其边缘部分。这将使被泵浦的激光工作物质和温度分布不一致,导致(cause)机械应力的产生。因此最终限制可以提供给激光工作物质的泵浦功率,并因此限制应力折损极限时的最大输出功率。