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万瓦激光器调试之铜铝篇

来源: 发布时间:2021-12-20 浏览量:
前两期我们分享了万瓦光纤激光器不锈钢切割(点这里回顾)和碳钢切割(点这里回顾)的调试方法,本期我们来说说铜、铝切割。
铜是一种优良的导热、导电材料,随着交通和工业的日益发展,目前市场上对铜类合金特别是黄铜、紫铜的激光切割需求日趋旺盛,对此类材料的加工精度和加工速度要求越来越高。而随着近年来新能源汽车产业的带动,动力电池行业迎来了爆发式增长。铝合金是动力电池材料的主要组成部分,占整个动力电池的90%以上。因而,激光焊接铝合金技术正在发挥越来越重要的作用。
 凯普林12kW光纤激光器切割30mm铝
像铜、铝这样的高反材料通常对光纤激光的吸收率极低,而且吸收的热量很快会扩散,同时激光照射到这些高反材料上,大部分能量会被反射出去,反射的激光有可能会返回激光器内部,在加工过程中出现出光不稳定、或停止出光现象,甚至还会对激光器造成很大的损伤,缩短激光器的寿命。因此,激光加工高反材料一直以来都是业界要攻克的难题。小凯特意请到了凯普林资深专家,分享了一些调试方法,都是干货。

什么是高反材料

  • 材料导电性越好,反射率越高。例如紫铜广泛用于制作导电、导热器材,是名副其实的高反材质。

  • 材料表面粗糙度越小,越光亮,反射率越高。例如,对于普通的拉丝不锈钢,其反光能力不是很强;但当其表面足够光滑,达到镜面效果时,则对激光加工而言也存在一定程度的反射。

  • 通常,固态金属对激光的吸收率较低,熔化成液态以后,吸收率会有所提高。如:室温下紫铜对红外激光的吸收率约为5%,加热到熔点附近后吸收率能够达到20%左右。

  • 不同材料对不同波长光的吸收率也不同。如铜(Cu)和银(Ag)对于波长1080nm的光纤激光而言,是高反材料,其吸收率很低,远远低于铁(Fe)和钢(Steel);但是,它们对固体激光的吸收率相对而言就要高很多。

 
调试方法

  1. 针对不同功率BWT光纤激光器,参考凯普林切割工艺参数表,调试不同厚度铜、铝切割断面达到最佳效果;

  2. 切割断面效果及切割速度符合要求后,调节穿孔工艺参数;

  3. 切割效果及穿孔工艺满足要求后,批量试切,验证工艺一致性和稳定性。


注意事项

喷嘴选择:在铜铝高反材料切割时,在满足切割需求情况下,尽量选择孔径较小喷嘴,避免漫反射激光通过加工头进入激光器内部光学腔体,导致其损坏。
气体选择:紫铜切割选择高压氧气、铝合金选择空气,黄铜切割选择氮气或空气作为辅助切割气体。
激光功率:高反材料切割一定要使用满功率连续模式下切割。
焦点选择:高反材料切割在满足切割断面质量条件下,尽量减少离焦量,增加激光功率密度,缩短融化材料的时间,从而提升材料吸收率,避免高反的产生。 
速度选择:高反材料批量加工时,速度应适当降低,大约是打样速度的80%左右。避免因速度不当造成高反光加热喷嘴、调高器电容容值变化、喷嘴间距变化,导致切割不稳定,并引起更多反射光通过切割头进入激光器光腔,损害激光器。
专家提醒:为了保证高反材料长期稳定切割,建议切割头的所有光路系统必须有良好的水冷循环(必须选用高质量保护镜片),须一直开启喷嘴冷却气,避免漫反射激光导热切割头从而导致切割不稳定甚至损害激光器。
 
调试方法

凯普林万瓦激光器紫铜连续加工,切割效果优异,且过程稳定。切割紫铜必须使用高压氧气切割,并在专业工程师指导下操作。
 凯普林万瓦激光器紫铜切割样件
 凯普林万瓦激光器切割样件
凯普林万瓦激光器
万瓦级市场高速增长是大势所趋,随着高端装备制造的飞速进步,光纤激光切割在这中间扮演了非常重要的作用。凯普林万瓦级合束掺镱光纤激光器内嵌自主知识产权的核心泵浦源,它拥有极佳的光束质量,极大的光洁度;模式稳定,模块化全智能设计,所有外观机壳设计已达到IP65,能承载严寒酷暑,应对繁杂的工业环境。凯普林超高功率节能产品切割厚板更快速、更高效,更精准,优质的光束质量保证切割垂直度好,为企业提质增效提供强有力的保障。 
更多凯普林光纤激光器产品及相关信息,后台留言关键词“光纤”获取或登录凯普林官网 www.bwt-bj.com 。我们还将陆续推出万瓦激光器切割其他材料的调试方法,记得关注我们哦。如果您在使用过程中遇到什么问题,后台留言哦,小凯将尽最大努力帮您解答。

凯普林光电成立于2003年,是面向全球的激光解决方案服务商。公司以“让梦想驭光而行”为使命,以“创变非凡”为价值观,致力于创造更好的激光产品,为全球客户提供半导体激光器、光纤激光器、超快激光器产品及解决方案。截至目前,全球超过1000万个凯普林激光器在线稳定运行,遍布全球70多个国家和地区。



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