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什么叫正离焦,什么叫负离焦,什么叫零离焦?在打标、切割、焊接中分别可能用到哪些?

文章编辑:【天正科技】发布日期:2020-08-20 09:11:33

一、在激光加工中,激光光束聚焦的焦点(焦平面)的位置与被加工工件的相对位置主要有以下几种关系:
1、正离焦:焦点(焦平面)位于工件上面。
2、负离焦:焦点(焦平面)位于工件里面。
3、零离焦:焦点(焦平面)位于工件表面。

打标、切割、焊接等不同的工艺方法的离焦方式各不相同,相同的工艺方法的离焦方式也各不相同,如下图所示:





l2<f    正离焦
l2>f    负离焦
l2=f    零离焦


二、激光切割、焊接、打标时焦点实际确认方法
1、调焦的目的:使激光光束焦点(焦平面)会聚在打标工件表面,即零离焦。
2、调焦的方法:在勾选连续标刻的同时,调节升降支架上的手柄让光路在Z轴方向上上升或者下降粗调焦点(焦平面)(调光片可见1064nm光束的光斑大小有变化)。
3、焦点的确认:激光光束亮度最强、打标声音最大,听见啪啪只响的时候,即焦点正好位于工件表面,这是就是零离焦。


三、激光焊接时正负离焦的运用。
按几何光学理论,当正负离做文章一相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。实验表明,激光加热50~200us材料开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。


四、激光打标时正负离焦的运用
在激光打标中,一般是要求零离焦。出现正离焦或者负离焦的时候,打标的时候会出现火花。但是有一些时候,打标的时候也需要运用一点的离焦量。比方半导体打标机或者光纤打标机需要在高碳钢或者不锈钢的表面打出黑色的效果,就需要:调慢速度,调小功率,把频率调高,并且使用正离焦,这样相对容易打出漂亮的黑色。另外在用MOPA光纤激光器在不锈钢上面打彩色的时候,也会用到正负离焦。


五、激光切割时正负离焦对切割效果的影响
不锈钢切割:
①:焦点越上它的切割面越亮。
②:下表面挂硬渣是:焦点太上、速度太慢、气压太小。
③:焦点越下它的切割面越粗糙。
④:下表面挂软渣是:焦点太下、速度太快、气压过大、功率过高。
⑤:切不透是:焦点不对、功率过低、速度太快。
碳钢切割:
下表面挂硬渣是:
①:焦点太下;②:气压太小;③:功率过小;④:速度太快。
切割面粗糙是:
①:焦点太上;②:气压太大;③:功率过大;④:材料问题。


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