激光切割機是將從激光器發(fā)射出的激光,經(jīng)光路系統(tǒng),聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件達到熔點或沸點,同時與光束同軸的高壓氣體將熔化或氣化金屬吹走。
激光切割機的工作原理
激光切割機是新技術(shù),已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),包括金屬切割、玻璃切割和雕刻,激光是一種光,就像自然界的電致發(fā)光一樣,是由原子(分子或離子風(fēng)箏)的轉(zhuǎn)變引起的,是由自發(fā)輻射引起的。雖然激光很輕,但它與普通光明顯不同。激光僅在初非常短的時間內(nèi)依賴于自發(fā)發(fā)射,后續(xù)過程完全由激發(fā)輻射決定,因此激光具有非常純凈的顏色并且?guī)缀鯖]有發(fā)散方向性,雕刻機,發(fā)光強度非常高,激光器還具有高相干性、高強度、高指向性,在激光產(chǎn)生激光之后,它被鏡子透射并通過收集鏡照射到被處理物體上,使得被處理物體(表面)受到強熱能并且溫度急劇增加。由于高溫,該點迅速熔化或蒸發(fā),并且激光頭的軌跡用于實現(xiàn)加工目的。
目前,民用激光發(fā)生器由于制造成本等原因,所發(fā)出的激光光束都具有一定的發(fā)散角,呈“錐形”。當(dāng)“錐形”的高度改變時(相當(dāng)于激光切割機光路長度改變),聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變。此外,光還具有波的性質(zhì),因此,不可避免地會出現(xiàn)衍射現(xiàn)象,衍射會使光束在傳播過程中發(fā)生橫向擴展,該現(xiàn)象存在于所有的光學(xué)系統(tǒng)中,能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值。由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用,當(dāng)光路長度變化時,作用在透鏡表面的光束直徑時刻發(fā)生著變化,這就會引起焦點大小和焦點深度的變化,但對焦點位置的影響很小。如果焦點大小和焦點深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化,必然會對加工產(chǎn)生很大影響,比如,會造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會割不透或燒蝕板材等 。