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    铝合金激光切割的方法是怎样的?

    来源:s  发表时间:2022/7/6 16:19:53  点击次数:【306】


    铝合金因其良好的物理化学性能和优异的力学性能,被广泛应用于半导体和微电子行业。随着现代工业产品向高强度、轻量化、高性能方向发展,铝合金的激光切割方法也在向柔性方向发展。激光切割具有狭缝窄、热影响区小、效率高、切边无机械应力等优点。它已成为铝合金加工的重要方法。

    1、激光工作介质

    激光的产生要选择合适的工作介质,可以是液体、固体或半导体。在这种介质中,可以实现粒子数的反转,为获得激光创造必要的条件。显然,亚稳态能级的存在非常有利于实现粒子数反转。工作介质有近千种,可产生的激光波长从真空紫外到远红外。

    作为激光器的核心,它由两部分组成:活化粒子(全金属)和基质。激活粒子的能级结构决定了光谱特性、荧光寿命等激光特性,而基质主要决定了工作物质的物理化学性质。根据激活粒子的能级结构,可分为三能级系统(如红宝石激光器)和四能级系统(如Er: YAG激光器)。目前常用的工质有四种:圆柱形(目前应用广泛)、扁平形、圆盘形和管形。

    2、激励源

    为了反转工作介质中的粒子数,要通过一定的方法激发原子系统,增加上能级的粒子数。一般可以用具有动能的电子通过气体放电来激发电介质原子,称为电激发。脉冲光源也可以用来照射工作介质,这就是所谓的光激发。还有热激励、化学激励等。各种激发方式形象地称为抽或抽。为了连续获得激光输出,需要连续“泵浦”以保持上能级粒子数高于下能级粒子数。

    3、聚光系统

    聚光腔有两个作用,一是有效耦合泵浦源和工质;另一个是决定泵浦光密度在激光材料上的分布,从而影响输出光束的均匀性、发散性和光学畸变。工质和泵浦源都安装在聚光腔内,聚光腔的质量直接影响泵的效率和性能。椭圆聚光腔是目前常用的小型固体激光器。

    4、光学谐振腔

    它由全反射镜和部分反射镜组成,是固体激光器的重要组成部分。光学谐振腔不仅提供光学正反馈保持激光连续振荡形成受激发射,而且限制振荡光束的方向和频率,保证输出激光的高单色性和高方向性。常见的固体激光器的光学谐振腔是由两个相对放置的平面镜(或球面镜)组成的。

    5、冷却与滤光系统

    冷却与滤光系统是激光器不可缺少的辅助设备。固体激光器工作时会产生严重的热效应,所以通常需要采取?降温措施。主要冷却激光工作物质、泵浦系统和聚光腔,保证激光器的正常使用和设备的保护。冷却方式有液冷、气冷和传导冷却,但目前液冷是应用广泛的方式。为了获得高单色激光束,滤光系统起着非常重要的作用。过滤系统?它可以滤除大部分泵浦光和一些其它干涉光,使输出激光具有很好的单色性。

    现有的铝合金激光切割一般采用向切割头添加辅助气体的方法,其作用机理是激光聚焦在铝合金内部,通过高能气化熔化铝合金,通过高压辅助气体吹走熔化的材料。这种切割方式主要使用波长在10640nm和1064nm左右的两种激光,都属于红外波长范围。对于切割尺寸精度为微米级的铝合金薄板的切割,由于其光斑大、热影响区大,容易在切割边缘产生熔渣和微裂纹,影响切割精度和效果。

    铝合金激光切割系统及方法,利用较小的脉冲宽度和较短的激光束波长,实现了对待切割工件的非接触式切割,避免了机械方法对待切割工件的接触应力损失,以及切割过程中由于热处理机制导致的微裂纹和挂渣问题。用夹具将待切割工件水平固定,在保持切割位置悬空的同时,从背后支撑待切割工件的切割区域,防止切割瞬间的应力损伤刃口;通过水箱装置中的循环冷却水对待切割工件进行冷却,减少热量对周围材料的影响,进一步提高切割质量;通过组合多个切割路径进行切割,以扩大狭缝宽度并提高切割效率。

    上述实施例是优选实施例,但是其实现不限于上述实施例。在不背离本发明的精神和原则的情况下所做的任何其他改变、修改、替换、组合和简化都应是等同的替换方法,都包括在铝合金激光切割方法的保护范围内。

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