關(guān)于強(qiáng)激光產(chǎn)生蒸汽壓力的機(jī)制，早在幾十年前激光鉆孔和匙孔穿透型激光深熔焊接時(shí)就為人所知，局部的蒸汽壓力是穿透性鉆孔的驅(qū)動(dòng)機(jī)理，并且用于產(chǎn)生和保持焊接中的匙孔。匙孔穿透型激光切割有20年的歷史，當(dāng)年一群科學(xué)家在弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所研究采用CO2激光器對(duì)鈑金做高速切割。然而，用CO2激光器進(jìn)行匙孔激光切割僅限于非常薄的板材，這是由于匙孔中形成強(qiáng)大的等離子體，這也在高功率CO2激光焊接中出現(xiàn)。

　　高亮度光纖激光器的聚焦性能及其波長(zhǎng)，使得這類激光器能夠在厚板上進(jìn)行匙孔切割，因?yàn)楣饫w激光器比CO2激光器的切割速度快得多。因?yàn)榭梢愿行实貙⑷刍飶那懈钋把氐闹行木€除去，匙孔切割比通常的激光切割更高效；在前者的加工過(guò)程中，被熔化的材料會(huì)在激光束的前方流下去。這使得熔融層厚度更薄，因而確保從熔融表面能夠有效地傳導(dǎo)熱量，表面的熔體前沿吸收了激光，而且需要能量以熔化更多的材料。然而，在匙孔切割中，激光束周邊的熔融流體會(huì)引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題。熔化物從切割側(cè)邊流走，這將使切割質(zhì)量惡化，因?yàn)楣饫w激光器切割速度很快，但當(dāng)切厚度增加時(shí)，切割質(zhì)量并不高。

　　在典型的激光切割和先進(jìn)的匙孔切割中，同軸氣體輔助方式是清除熔融物的唯一動(dòng)力；切口必須放大，以便減少通過(guò)切口處的壓力。這里，激光輻照所得到的壓強(qiáng)更大，并且在整個(gè)切口處都經(jīng)受著巨大的壓力。因此，能夠完全根據(jù)光路限制來(lái)設(shè)計(jì)定制激光束的新方法，它能切割出比采用先進(jìn)激光切割方式下更狹窄的切口。

　　迄今為止開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)

　　迄今為止，采用這種新方法開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)顯示出在大范圍變化的切割速率下有明確的質(zhì)量改進(jìn)，并已證明，幾乎可以得到無(wú)毛刺切割的效果。這兩個(gè)項(xiàng)目的前景顯而易見(jiàn)。此外，單次遠(yuǎn)程激光熔化切割的結(jié)果（來(lái)自通快公司）已經(jīng)證明，激光干涉儀是用來(lái)做什么的？熔化物的去除只能通過(guò)激光輻照。

　　然而通快公司的解決方案是基于一個(gè)圓形的激光束，這要求通過(guò)散焦來(lái)實(shí)現(xiàn)上述工作機(jī)理。它不是理想的解決方案，因?yàn)檫@種條件下要求熔融物從激光束前方的切口排出去——已經(jīng)公開(kāi)的結(jié)果清晰地顯示了這點(diǎn)。另一個(gè)遠(yuǎn)程切割技術(shù)經(jīng)由弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（FraunhoferIWS）證明，即一個(gè)高度聚焦的圓形單模激光束在材料表面上掃描多次，進(jìn)行深度雕刻。這種技術(shù)只適用于薄板切割；由于需要多重掃描，掃描的優(yōu)勢(shì)或多或少喪失。

　　此項(xiàng)目的關(guān)鍵工作目前集中在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的計(jì)算和制造，為測(cè)試階段做準(zhǔn)備，并且在丹麥奧爾堡大學(xué)建立實(shí)驗(yàn)設(shè)施，其中包括了一臺(tái)3千瓦單模光纖激光器。
 

本文鏈接：http://91840.cn/Read/69.html 轉(zhuǎn)載需授權(quán)！