光束質量對激光焊接和激光切割的影響

發布時間：2015-11-27 | 來源：星鴻藝激光焊接運營部 | 分享：

    影響激光熱加工的因素很多，其中主要的是焦點功率密度、焦激光焊接金剛石工具斑形狀、光強分布和焦斑漂移等。這些光學參數不僅與激光輸出功率有關，而且更依賴于光束模式的分布和穩定性。當激光輸出功率不變時，光束模式的畸變或跳動對激光熱加工的影響主要表現在焦點功率密度變化、光強分布畸變和光點漂移等三個方面。
    激光束經過單透鏡聚焦后，焦斑直徑D主要由聚焦透鏡焦距廠、光束達到透鏡表面的直徑d以及激光波長久等因素決定，在激光長期連續運轉中，激光工作介質C02離解和負電性氣體NOx增加，使激活介質成分變化而引起光束模式逐漸變化，其主要趨勢為近場光斑直徑收縮，因而聚焦后使焦斑直徑變大，焦點功率密度下降。如果激光器近場光束模式的光斑截面形狀發生變化，經薄透鏡變換后，焦斑形狀也將發生相應的變化，而使焦斑光強分布畸變。其結果是將導致激光熱加工工藝參數，如掃描速度、切縫寬度和焊接深度等，發生變化。模式的漸變和跳動都可以導致光點漂移。光點的漂移對精細加工，如激光精密切割和焊接的質量等帶來嚴重的影響。
    1．光束質量對激光焊接機的影響
    對于材料加工，特別是激光用于切割與焊接，要求有較小的切縫和焊縫，也就是說聚焦后的光斑愈小，能量密度愈高，愈有利于加工。例如，在相同功率下．光斑直徑1 mm時的功率密度，只有直徑為o．5 mm的功率密度的l／4。因此改善光束質量是很重要的。特別是對大體積放電的橫流CO2激光器來說，穩定腔（例如平凹腔）輸出往往是多模，為了獲得低階模或基模，就必須采用選模的方法。

不同光束質量對激光焊接機效果的影響

     由表可見，相同的激光功率密度和焊接速度，Mz參數不同，焊接深度明顯不同，焊縫質量也不同，TEMoo具有最佳深度比。
    2．光束質量對激光切割的影響
    表給出兩種不同的模式對同樣厚度鋼板進行激光切割的結果[s1。可明顯看出，采用基模的COZ激光器進行薄板切割要比采用多模C02激光器好得多，切縫也要小得多。

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