激光可在水中切割材料

西德的W. Ulmer等人用500 W的CO2气体激光在水中切割厚度为2 mm的钢板。切割时，切割气体的一部分以气泡形式向上冒,另一部分通过切缝跑到钢板下面。这种方法的优点是，用水冷却的激光束焦斑比用空气冷却的好，可以减少材料的热负荷，获得较好的切割质量。这对于切割对热敏感的钢材和塑料具有经济效益。     

响应面分析法优化低碳钢薄板激光切割工艺参数

为了研究光纤激光加工工艺对Q235低碳钢薄板切割质量的影响，采用500 W光纤激光切割机对0.7 mm厚低碳钢板切割质量影响规律进行了研究。采用中心复合设计(Central Composite Design, CCD)进行实验设计，使用超景深显微镜对切割试样的切缝宽度和挂渣高度进行测量。实验结果表明：切缝宽度的大小主要由激光功率、切割速度、辅助气压力和离焦量决定；挂渣高度的大小主要决定于激光功率、切割速度、离焦量和辅助气压力。建立评价切缝宽度和挂渣高度与工艺参数之间的回归模型，并对模型进行目标优化。结果表明，工艺参数组合为激光功率450 W,切割速度9 m/min,离焦量0 mm,辅助气压力0.564 MPa时可获得最优的切割质量。     

一种双棒串接大功率固体激光切割系统

介绍了一种以大功率脉冲固体激光器做为光源的激光切割系统,该系统主要由双棒串接1000W激光器、大幅面数控工作台、z轴随动系统、导光聚焦系统构成,该系统可满足1mm至8mm内的碳钢、不锈钢、铝、铜等金属材料的切割要求,可广泛应用于钣金切割行业。同时对比分析了单棒500W激光器、双棒串接500W激光器,双棒串接1000W激光器三种固体激光切割系统的特点,证明双棒串接1000W激光器具有更大的切割厚度和切割速度。     

旋转气流控制激光切割特种钢薄板

以氧为辅助气体的激光切割工艺切割不锈钢等特种钢板时容易产生挂渣现象,因此大多采用高压高纯度氮气或惰性气体辅助激光切割不锈钢。在对熔渣形成原因及规律进行实验研究的前提下,提出了仍以氧辅助切割以降低激光切割功率,通过在工件底部加设旋风除渣器,形成旋转气流控制熔渣流向以去除熔渣的方法。实验证明,当同轴辅助切割气体为氧气,气体压力降低为300 kPa,旋转气流引导装置气体压力为100 kPa,激光功率为500 W,模式为TEM01,焦点位于0.5 mm厚硅钢片工件上表面,切割速度为3 m/min时,可获得光滑的高质量切口。     

6mm碳钢板的激光切割性能

采用2.0 kW六轴机器人光纤激光切割系统,研究了切割工艺参数对厚度6 mm的碳钢板的切口宽度、切口倾斜角度、切口表面粗糙度及切口微观状态的影响规律。研究结果表明,该系统的最佳切割工艺参数为切割速度约2.0 m/min、辅助气体压力14.7 N/cm2、聚焦镜焦距f=200 mm、激光光斑直径0.3 mm、离焦量范围+4~+5 mm、切割喷嘴直径0.8 mm。在最佳切割工艺参数下,切口宽度0.5~0.6 mm,切口倾斜角度0.2°~0.5°,切口表面挂渣很少,切割时切面的顶部和底部呈现不同的平整度而分成两个不同的部分,底部温度较高,氧化速度领先切割速度的差距大于顶部,所以平整度较差。与CO2激光切割相比,光纤激光切割的切口表面粗糙度略小,切割功率效率提高2.6倍。     

碳化硼厚板的激光切割工艺及其机制

介绍了碳化硼陶瓷加工中存在的主要问题,将激光技术应用于加工碳化硼陶瓷上,研究出一种新型加工方法,设计出两种有效的激光切割方法并对碳化硼陶瓷进行切割。在实验基础上分析了激光加工参数对加工的影响,采用扫描电镜(SEM)对各种激光切割工艺的断口进行分析和讨论,提出激光加工碳化硼陶瓷的自行断裂机制。实验结果表明,在特定的功率下激光能够用来加工碳化硼陶瓷厚板。对于厚度为5.5 mm碳化硼陶瓷板,Nd∶YAG激光平均功率为130 W时,激光束沿同一位置重复走刀两次即可切断,最高切割速度可达到120 mm/min,可以做到无微裂纹切割。     

新型无水冷却CO2激光器

本文报道一种使用半导体致冷装置的新型无水冷却CO2激光器。该激光器的放电管长200mm，内径5mm，能在无水玲却旧条作下连续运转，输出功率1．5W，效率为6．3％。     

高功率全固态绿光激光器的实验研究

加工应用设计一种输出光功率大于30 W的全固态声光调Q激光器.采用进口808 nm的半导体激光器侧面抽运,总抽运光功率为120 W,共用6条20 W的半导体激光棒.激光工作物质为Nd∶YAG,尺寸为φ3 mm×28 mm.半导体激光条和Nd∶YAG工作物质共用一套恒温水冷系统,采用串路连接.整个模块的外形尺寸约为50 mm×55 mm×45 mm.采用声光调Q及KTP晶体内腔倍频.KTP晶体用恒温循环水冷却.通过精确计算(包括激光工作物质的热效应等)及实验研究,据实际应用特点,专门设计了谐振腔参数.全部元件装入一个100 mm×130 mm×240 mm的激光头内,采用可靠的抗震防尘及自制的半导体激光电源.(OC3)     

大块厚钢板的激光切割机

德国的Amada公司专为大型工件的激光切割设计出LCV—6612型激光加工机,该机床的长宽尺寸为3070mm×1550mm,可切割普通钢板的厚度为16mm。 由于大块钢板的重量很大,采用了半飞行光学系统的原理,也就是说,在LCV加工机上,激光头沿Y方向运动;而加工台在X方向移动。按这一原理,光束纵向变化约为1500mm,结果是光束发散度小,可得以对大尺寸钢板的精密切割。     

双端抽运的30 W光纤激光器实验研究

报道了双端抽运连续输出的掺Yb^3 双包层高功率光纤激光器。实验采用了中心波长在975nm附近的两种输出形式的半导体激光器(LD)作为抽运源，测量了不同抽运条件下的输出功率特性和光谱特性。在仅尾纤输出的半导体激光器抽运下获得了斜率效率为42％，峰值波长为1103．8nm的9．2W激光输出；在仅准直输出的半导体激光器抽运下获得了斜率效率为57％，峰值波长为1104．4nm的20．0W激光输出；当两个半导体激光器在双端同时抽运时，获得光纤激光最大输出功率为30．6W，输出峰值波长为1108．4nm，以及49％的总体光一光转换效率。     

不锈钢-碳钢层合板激光弯曲试验研究

层状金属复合板以优良的材料和结构性能在舰船、汽车和飞行器等装备中显示了广阔的应用前景。为研究工艺因数对层状金属复合板激光弯曲成形的影响,以不锈钢-碳钢层合板为研究对象,对这种层状金属复合板的激光弯曲角度和规律进行了系统的试验研究。结果表明,不锈钢-碳钢层合板和不锈钢板激光弯曲存在共性,弯曲角度随着激光功率增加而增大,随着扫描速度增加而减小,随着扫描次数增加而增大,随着板厚增大而减小。同时二者也存在差异;随着不锈钢-碳钢层合板宽度的增加,弯曲角度先减小后增大;在相同工艺条件下,不锈钢-碳钢层合板弯曲角度大于不锈钢板的弯曲角度,并在一次固定安装下获得85.6°这一接近直角的极限弯曲角度。     

光束偏振性对切割质量影响的研究

针对光束偏振态对切割质量的影响进行了实验探究。实验中,分别采用线偏振CO2激光和圆偏振CO2激光对6 mm低碳钢板进行切割,结果表明,使用线偏振光切割时,光束在不同切割方向上产生的切缝宽度不同,挂渣程度也不一样。而采用圆偏振光切割时,切缝宽度一致性良好,且无明显挂渣现象。从光能的吸收和反射两个方面解释了产生这种现象的原因。给出了在激光切割时,为了获得良好的切割效果应采取的措施。     

基于去除熔化物形态分析的铝合金薄板激光切割试验研究

为提高铝合金薄板激光切割质量,对切割去除熔化物进行了收集、观察及测量研究。在Nd:YAG脉冲激光切割模式下,采用不同气熔比0.1898,0.2798,0.3708和0.6519,对0.85mm厚的1000系铝合金薄板进行切割试验。试验通过超景深三维显微镜对收集的去除熔化物形状和尺寸进行观测研究。结果表明,去除熔化物颗粒由球形颗粒和蝌蚪形颗粒两种颗粒组成,其中球形颗粒平均尺寸在71～123μm之间;高气熔比切割去除熔化物主要呈球形,颗粒尺寸较小,切割质量较好;低气熔比下熔化物主要是蝌蚪形,其中呈现的球形颗粒尺寸较大,切割质量较差。试验最终在辅助气压0.6MPa高气熔比0.6519下获得了较高质量的切口。研究结果深化了铝合金激光切割的机理认识,有效提高了铝合金薄板的激光切割质量。     

激光诱发热应力成形的研究

研究了低碳钢板料的激光诱发热应力成形行为。结果表明,对于多道扫描激光成形工艺,诱发热应力成形角度受到许多工艺参数的影响,线能量是激光诱发热应力成形的主要影响因素。其中,激光功率、光束直径、扫描速度、扫描次数、板料厚度等参数的效应尤其显著。通过对试验结果的定性分析,所得的结论可以为激光诱发热应力成形技术的进一步理论研究和可能的工业应用提供依据。     

大功率CO2激光切割的初步研究

本文作者应用2-3千瓦大功率连续CO2激光对2毫米厚的低合金钢板及5毫米厚的不锈钢板进行切割，研究了激光切割的工艺参数，并比较了非稳腔输出的单模和稳腔输出的多模切割的结果。     

少无废料激光板材切割技术

采用少无废料激光板材切割技术,可以大幅度地提高材料利用率,缩短切割时间,提高生产效率。激光切割路径优化算法和板材的无搭边排样技术是少无废料激光板材切割的关键技术问题。文章研究了少无废料激光切割路径优化原则,在此基础上,研究了少无废料激光切割编程技巧,并结合纺机板材的激光切割实践,进行了少无废料激光板材切割技术研究,结果表明,采用少无废料激光切割技术,材料利用率可10%~30%,切割长度可减少5%~10%。     

曲率半径和切速对小管径激光切缝宽度的影响

研究了曲率半径(管径)和切割速度对薄壁小管径(外径D80mm,壁厚t=2.5mm)无缝钢管激光圆周切缝宽度的影响,发现:(1)随着激光切割圆周角度(弧长)的增加,切缝宽度增加;(2)在相同激光工艺参数条件下,随着曲率半径(管径)的减小,圆周平均切缝宽度增加,且当D< 25mm时,圆周平均切缝宽度急剧增加;(3)随着切割速度的增加,圆周平均切缝宽度减少.曲率效应和激光作用时间不同是造成上述现象的主要原因.最后提出,为了获得均匀宽度的圆周切缝,对于薄壁小管径无缝钢管激光切缝,应采取变工艺参数的措施.     

曲率半径和切速对小管径激光切缝宽度的影响

研究了曲率半径(管径)和切割速度对薄壁小管径(外径D<80mm,壁厚t=2.5mm)无缝钢管激光圆周切缝宽度的影响,发现:(1)随着激光切割圆周角度(弧长)的增加,切缝宽度增加;(2)在相同激光工艺参数条件下,随着曲率半径(管径)的减小,圆周平均切缝宽度增加,且当D< 25mm时,圆周平均切缝宽度急剧增加;(3)随着切割速度的增加,圆周平均切缝宽度减少.曲率效应和激光作用时间不同是造成上述现象的主要原因.最后提出,为了获得均匀宽度的圆周切缝,对于薄壁小管径无缝钢管激光切缝,应采取变工艺参数的措施.     

光纤传输脉冲固体激光切割机系统

介绍了光纤传输脉冲固体激光切割机系统的设计原理及工作特点,主要是优化设计光纤传输系统,使光纤输出后的激光束聚焦光斑直径尽量小;满足激光切割所需功率密度要求。系统使用双灯单棒的聚光腔,光纤输出后的功率达到400W,最小光斑直径小于0.25mm,可满足1~4mm内的碳钢、不锈钢等金属材料的切割要求。该系统可配合数控工作台、...