大型激光切割加工焦点位置误差原因

在大型激光切割加工过程中，产生焦点和被加工对象表面之间相对位置发生变化的因素很多，被加工工件表面凸凹不平、工件装夹方式、机床的几何误差以及机床在负载力下的变形、工件在加工过程中的热变形等都会造成激光焦点位置和理想给定位置（编程位置）发生偏差。 有些误差（如机床的几何误差）具有规律性，可以通过定量补偿方法进行补偿，但有些误差为随机误差，只能通过在线检测和控制来消除，这些误差是： 1、工件几何误差 激光切割的对象为板材或覆盖件型零件，加工对象表面具有起伏不平，且在切割过程中的热效应的影响也会产生薄板零件的表面变形，对于激光加工，覆盖件在压制成型过程中也会产生表面的不平，所有这些，都会产生激光焦点与被加工对象表面的位置与理想位置发生随机变化。 2、工件装夹装置产生的误差 大型激光切割加工的工件是放在针状工作台上，由于加工误差、长时间与工件之间的磨损和激光的烧伤，针床会出现凸凹不平，这种不平也会产生薄钢板和激光焦点之间的位置的随机误差。

激光切割加工中气压的重要性

激光切割加工时，我们要特别注意辅助气体的气压，因为辅助气体的气压对切割的影响很大，因此，我们不得不重视起来。 辅助气体要有足够的压力才能彻底清除激光切割加工中的废渣，在切割厚一些的工件时气压要降低些，粘到工件上的残渣将会破坏切割边缘。增加气体压力可以提前激光切割速度，但到达一个值后，继续增加气体压力反而会引起切割速度的下降。在高的辅助气体压力下，切割速度降低的原因除可归结为高的气流速度对及挂个作用区冷却效应的增强外，还可能是气流中存在的间歇冲击波对激光作用区冷却的干扰。气流中存在不均匀的压力和温度，会引起气流场密度的变化。这样的密度梯度导致场内折射率改变，从而干拢光束能量的聚焦，造成再聚焦或光束发散。这种干扰会影响熔化效率，有时可能改变模式结构，导致切割质量下降，如果光束发散太甚。使光斑过大，甚至会造成不能有效地进行切割的严重后果。 为了避免高速气流对激光切割性能的不良反应，可以设想改变气流内总的压力分布，由于气流压力分布的这种改变，使熔化过程发生在中心低压区；而其周围邻近的高压区则可提高到足够的动量（冲力），以保证更有效地去除熔渣。由于高压区的间歇性不会对光速造成干扰，熔化效率也提高了。