环形激光光斑优化金属激光切割工艺

激光切开金属过程

激光金属切割是利用聚焦的高功率密度激光束照耀金属资料，被照耀的金属资料敏捷熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，再凭借与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而将工件割开。可是，在激光切开板厚度较大时，如5mm以上，割缝前沿和侧边会发作光束多次反射，并且因为割缝底部的倾角增加，底部反射点处对激光的吸收也增加，因而简单形成割缝前沿中下部部分过热。

以厚板碳钢的切开断面为例，切开断面可以分为三个区域：

上层：光束直接穿透区域，表现为垂直的条纹；

中间层：搁架状区，大部分光束在该区域被资料吸收；

基层：冲刷区，过热的熔融物从此区域流出切缝，并带走较多的熔化资料。

因为激光在割缝中间层发作多次反射形成部分过热，终会导致切开断面粗糙，甚至出现类似弹孔的缺点。关于碳钢切开，缺点一般会在中间层产生。

环形能量散布光斑，对激光切开才能的优化

关于切开版平顶光斑的3kW光纤激光器而言，选用50μm光纤芯径可以进步薄板的切开速度；但为了进步厚板切开才能，就需要加大光纤芯径。现在市场上的3kW光纤激光器一般选用100μm光纤芯径，而选用此类型的光纤芯径会下降薄板的切开速度。如何一起统筹薄板和厚板的不同切开需求？这对激光器而言是一道技能难关。

环形光斑中心能量密度较低，可以削减弹孔状切开缺点，进步厚板切开才能（包括切开速度和切开质量）。一起，在此基础上选用50μm的光纤芯径，可以进步对薄板的切开才能。因而，通过优化激光能量散布，可以大幅进步对金属薄板和厚板的切开才能。

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