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锐科激光告诉你:提高激光切割与焊接质量的关键因素

6月14日,由中国高科技门户OFweek维科网及高科会主办,OFweek激光网承办的“OFweek 2019(第十五届)中国激光技术及工业应用论坛”在深圳前海华侨城JW万豪酒店正式举办。武汉锐科光纤激光技术股份有限公司激光应用工程师高辉博士出席本次论坛并进行演讲,介绍了激光加工几个重要的基础理论和提高激光切割、焊接质量的关键因素。

致敬先贤:激光发展的四个关键时间点

提到当今的激光科技,不得不提到对激光科学发展做出重要贡献的四位先贤。高博士演讲的第一个话题,便是表达了对四位先贤的敬意。

第一位是1917年提出受激辐射理论的爱因斯坦;第二位是1959年在哥伦比亚大学发现受激辐射能放大一束光,并由此奠定了激光概念的Gordon Gould;第三位是发明了第一台红宝石激光器的梅曼,当时的激光器主要用于军事领域测距;第四位是发明了第一台工业级二氧化碳激光器的Kumar Patel。高博士认为,1963年是一个划时代的时间节点,Kumar Patel的发明开启了激光加工的时代。

工程师必须了解几何光学

激光的应用十分广泛,包括航天、航海、汽车、核能、制造业、加工业等。激光可加工的物质也很多,包括金属、非金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷、橡胶等。高博士认为:“激光产业不存在光纤激光器会永远取代换CO2激光器的可能,因为不同的激光器都有它对应的应用领域。”

有数据统计,从2014年到2018年,激光加工的产值逐年上升,其中材料加工是最主要的应用板块。而在具体的加工方式中,切割、焊接、打标占据了激光加工的主体地位。

当前,激光器分为连续和脉冲两大类。在使用连续激光或长脉冲激光进行加工时,材料往往需要经过固态加热、熔化、液态加热到汽化的过程,如果使用短脉冲激光器,就会跳过前面这三个变化,直接到达最后一步,实现汽化切割。

高博士认为:“作为激光应用工程师必须了解几何光学。只有这样才能合理地改变参数,获得想要的加工效果。”这里涉及的几个相关概念,高博士都一一作了解释。光束质量的两个参数BPP值和M2,通过公式可知二者可以相互转化,且成正比。

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