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万瓦级光纤激光器切割性能与特种喷嘴

文章来源:admin 发布时间:2021-05-13 15:30:29 浏览关注:0
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文章摘要

导读:随着万瓦级激光器概念普及,国内部分设备厂家陆续升级万瓦,因此市面上针对万瓦级光纤激光器性能及工艺等需求越来越迫切。本文基于激光器厂家、设备厂家及终端使用厂商等多方的实际经验积累,围绕万瓦级激光器的切割优势(切割能力、切割效率、切割质量等)及工艺特点与我们推出的特种喷嘴应用进行详实阐述,相信将会对您大有裨益。

随着万瓦光纤激光器概念普及,国内部分设备厂家陆续升级万瓦,因此市面上针对万瓦级光纤激光器性能及工艺等需求越来越迫切。本文基于激光器厂家、设备厂家及终端使用厂商等多方的实际经验积累,围绕万瓦级激光器的切割优势(切割能力、切割效率、切割质量等)及工艺特点与我们推出的特种喷嘴应用进行详实阐述,相信将会对您大有裨益。

  ➤ 切割能力大幅提升


切割能力大幅提升

切割能力大幅提升


切割能力大幅提升

  ➤ 切割效率成倍提高


  ■ 高功率融化切割效率大大提升,典型特种喷嘴包括BFL/FBC/BST/TCD/HHC等,详见公司产品-喷嘴-特种喷嘴介绍。


  ▼不锈钢切割-效率最大提升400%


不同功率光纤激光器切割效率对比

  ■ 高功率氧助燃切割的可以实现亮面切割特点,需配备典型喷嘴包括HHB/HHS等,详见公司产品-喷嘴-特种喷嘴介绍。


高功率氧助燃切割的可以实现亮面切割特点



  关键点:碳钢亮面切割时,板材厚度确定时,存在一个极限功率。


  ➤若实际功率小于极限功率,随着功率的增加,切割速度也会相应的提高;


  ➤若实际功率大于极限功率,随着功率的增加,切割速度保持不变,不会有提高;同时,切割效果也不会有变化;


  碳钢氧气亮面切割:板材厚度与极限功率的关系


板材厚度与极限功率的关系


  为什么碳钢亮面切割会有极限功率呢?


  氧气切割碳钢亮面的过程分析

氧气气流直径小于板材表面光斑直径

  ▲氧气气流直径小于板材表面光斑直径


  ■ 激光的三大作用


  1.切割开始前的预热作用—切割开始前,将钢板温度加热到燃点温度(>1000℃)以上,使之能够与氧气发生高温氧化反应;


  2.切割过程中的预热作用—将切缝前部一定区域内的钢板加热到燃点温度以上,保证切割气流经过时,表面能快速发生氧化反应;


  3.切缝处热量补偿作用—在切缝处,补偿因热传导、辐射、去渣等引起热损失以保证切割区的温度。


  ■ 氧气的作用


  切割作用—氧气与高温铁发生剧烈的氧化放热反应,融化金属,并吹除熔渣。


  ■ 亮面切割条件


  1.适用于采用小喷嘴切割,气流直径小;


  2.为保证板材表面光斑直径足够大,故切割时需要采用大的离焦量;


  3.板材越厚,则光斑直径越大,既离焦量越大;


  4.保证照射到板材表面的光斑,能在极段的时间内能将钢板温度加热到燃点温度(>1000℃)以上即可,过高的功率,反而会增大热输入,造成板材过热,对切割效果不利;


  可见碳钢亮面切割时,对于中薄板,万瓦级功率,无法发挥出应有的优势。解决方案就是采用空气切割,能像切割不锈钢一样切割碳钢,充分发挥万瓦级激光器的能量,实现对碳钢的高速切割。


  ➤ 亮面切割能力大幅提升


  碳钢采用氧气切割时,万瓦级激光器可实现厚板的小锥度切割。绿色表示双边锥度<0.1mm,保证亮面及半亮面;无色区域表示双边锥度在0.3~0.7mm,普通断面。

亮面切割能力大幅提升


图片14.png

  ▼切割板厚与喷嘴及离焦量关系示例(15000W)

切割板厚与喷嘴及离焦量关系示例(15000W)

切割板厚与喷嘴及离焦量关系示例

  ➤ 空气切割的应用更有优势


  由于碳钢亮面切割时,对于中薄板,万瓦级功率,无法发挥出应有的优势。解决方案就是采用空气切割,能像切割不锈钢一样切割碳钢,充分发挥万瓦级激光器的能量优势,实现对碳钢的高速切割。典型的喷嘴应用是我们HHA/BFL等。


  ▼碳钢切割-空气代替氧气高速切割中薄板


氧气与空气切割速度对比

  万瓦级光纤激光器在采用空气切割12mm以内的碳钢时,可实现满功率无渣切割效果,且切割效率媲美不锈钢。

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本文关键词:万瓦光纤激光器

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