实现高性价比和高速切割的1kW封离型CO2激光器

时间:2014-10-13 13:46来源:相干公司作者:流星悟语 点击:
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摘要:相干公司最近推出了一种新型METABEAM系统,基于1kW的Diamond CO2激光器,所能达到的切割速度可与2kW量级的轴流式激光器

关键字:相干,切割,1kW,CO2激光器

  相干公司最近推出了一种新型METABEAM系统,基于1kW的Diamond CO2激光器,所能达到的切割速度可与2kW量级的轴流式激光器相比。

  METABEAM 1000系统使基于激光器的金属切割操作更方便,帮助它们扩展了市场,对那些小规模经营和作业的车间极具吸引力。下面我们会比较两种类型激光器切割常用金属的情况,并总结板条放电封离型CO2激光器购置成本的优势。

  切割特点

  板条放电谐振腔设计以及适当的光束调制光路,能产生优质的高斯输出光束,其M^2值较小(<1.2),所以能获得较小的焦斑,几乎将全部激光能量集中在光束中央。板条放电设计能自然地产生接近方波形状的脉冲,上升和下降时间极短。

  由于卓越的光束质量和高峰值功率的方波脉冲,所获得的切割特性,能够使板条放电封离型激光器与更高功率的轴流式激光器相抗衡。特别是Diamond E-1000(1kW)所能实现的薄金属切割速度,一般相当于使用2kW轴流式激光器所达到的切割速度——因为激光功率是通过可控而且受限的方式来输出,而非只用“蛮力”,所以使切割薄金属更加有效。

  图1显示了以氧气作为辅助气体时,采用相干Diamond E-1000(1kW)和2kW轴流式激光器切割冷轧钢的速度。事实上,相比较轴流式2kW激光器, 1kW板条放电封离型激光器在切割各种厚度的材料(厚度可达0.25英寸)时,能够达到等同的(实际上稍高的)切割速度。

实现高性价比和高速切割的1kW封离型CO2激光器

  以氮气为辅助气体切割不锈钢时,1kW Diamond激光器仍然能够媲美2kW轴流式激光器的切割速度(图2)。切割冷轧钢与不锈钢的结果之间存在着差异,主要原因是使用了不同的辅助气体。以氧气为辅助气体时,产生放热反应,释放额外热量,进一步促进切割。而以氧气辅助切割时,会产生更大的微粒,可以方便地从激光加工区域吹走。

实现高性价比和高速切割的1kW封离型CO2激光器

  上述两种效应都有利于Diamond激光器,其较小的高峰值功率焦斑能够在聚焦区域产生非常高的能量密度。相反,氮气用作辅助气体时,不发生反应,还能冷却加工区域。因此,同等的初始功率的应用更有价值。

  图3显示了两种激光器切割铝的结果。1kW的Diamond激光器在切割最高厚度约0.07英寸的材料时,切割速度更高。再次说明,切割更薄的材料时能量高度集中于局部,而切割更厚的材料就需要更大的能量。

实现高性价比和高速切割的1kW封离型CO2激光器
【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
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