如何辨別激光切割機質量?

　　激光切割機的使用已經走進千家萬戶，但是其質量有的時候也讓人毋庸置疑，現在是和科技發展飛速的時代，那麼如何辨別其質量呢?
　　激光切割機質量受到各種因素的綜合影響，雷射雕刻機為了獲得理想的切割質量，各個切割參數被限制在一個狹窄的范圍內，目前仍只能靠反複的實驗來摸索不同條件下合理的切割參數，不僅費時費力，而且無法對切割過程中的擾動因素作出響應。如何在不同的切割條件下迅速尋找到最優的切割參數並使之在切割過程保持穩定顯得尤為重要。因此，雷射打標機有必在研究對激光切割質量進行在線檢測並實時控制的方法。
　　高質量激光切割最主要的指標就是無切割缺陷且切割面粗糙度值小，所以實時檢測的目標應能識別切割缺陷並能檢測到反映切割面粗糙度的信息，雷射焊接機其中以獲得粗糙度的信息最重要，難度也最大。
　　在對切割面粗糙度檢測方面，重要的研究成果就是發現切割前沿光輻射信號脈動頻譜的主頻等於切割面切割條紋的頻率，而切割條紋的頻率與粗糙度相關，這樣用光電管檢測到的輻射信號就與切割面粗糙度聯系起來。這種方法的特點是檢測設備和信號處理系統較簡單，檢測和處理的速度快，但該方法的不足之處是：
　　進一步研究表明，切割前沿光輻射信號主頻與切割面上部條紋頻率的一致性僅限於較小切割速度的范圍內，當大於一定的切割速度時，信號主頻消失，雷射切割機已找不到與上訓切割條紋相關的任何信息。
　　因此，金屬切割機僅僅依靠切割前沿的光輻射強度信號局限性較大，難以在正常的切割速度下獲得有價值的切割機面粗糙度信息，尤其是近下緣粗糙度的信息。而采用視覺偉感器同時監測切割沒沿和火花簇射的圖像，可以獲得有關切割缺陷和切割面粗糙度更全面更豐富的信息。尤其由切縫下端噴射出來的火花簇射，與切割面下緣的質量狀況更有著昆密的關系，是獲得切割面下緣粗糙度重要的信息源。

　　所提取的激光切割機前沿光輻射信號的頻譜和主頻，只與切割面上部切割條紋相關，不反映下部切割條紋的情況，所得到不提最有價值的信息。因為一般切割面(很薄板材的切割除處)都分上、下兩部分，上部切割條紋整齊、細密，粗糙度小;下部切割條紋紊亂，粗糙度大，越靠下越粗糙，至近下緣達粗糙度最大值。而檢測信號只反映質量最好區域的情況，不反映下部質量差的情況，更不反映近下緣質量最差的信息，以它作為切割質量評價和控制的依據是不合理的，也是不可靠的。

激光器的工作原理

　　連續激光焊接大部分都是高功率激光器，功率在500瓦以上，一般1mm以上的板材都應該使用這種激光器。其焊接機理是基於小孔效應的深熔焊，深寬比大，可達到5：1以上，焊接速度快，熱變形小。在機械、汽車、船舶等行業有著廣泛的應用。還有一部分小功率連續激光器，雷射切割機功率在 幾十到幾百瓦之間，它們在塑料焊接及激光釺焊這些行業使用得比較多。
　　1、YAG激光器的工作原理
　　激光電源首先把脈沖氙燈點著，通過激光電源對氙燈脈沖放電，形成一定頻率，一定脈寬的光波，該光波經過聚光腔輻射到Nd 3+：YAG激光晶體上，雷射焊接機激發Nd 3+：YAG激光晶體發光，再經過激光諧振腔諧振之後，發出波長為1064nm脈沖激光，該脈沖激光經過擴束、反射、(或經光纖傳輸)聚焦後打在所要焊接的物體上;在PLC或工業PC機的控制下，移動數控工作台，雷射雕刻機從而完成焊接。焊接時所需要的脈沖激光的頻率、脈寬、波形、工作台速度、移動方向均可用單片機、PLC或工業PC機來控制，通過對激光的頻率、脈寬的不同設定可調節控制脈沖激光的能量。
　　2、光纖激光器的工作原理
　　當泵浦光通過光纖中的稀土離子時，就會被稀土離子所吸收。這時吸收光子能量的稀土原子電子就會激勵到較高激射能級，從而實現離子數反轉，雷射打標機反轉後的離子數就會以輻射形式從高能級轉移到基態，並且釋放出能量，完成受激輻射。光纖激光器產生的激光通過光纖輸出，並與配套的工作台配合，完成相應的焊接。光纖激光器分為脈沖光纖激光器和連續光纖激光器。其中，脈沖光纖激光器可通過激光的峰值功率、頻率、脈寬的設定來調節激光脈沖單點能量;連續光纖激光器則通過設定平均激光功率來調節輸出激光功率。
　　3、半導體激光器的工作原理
　　通過一定的激勵方式，在半導體物質的能帶(導帶與價帶)之間，或者半導體物質的能帶與雜質(受主或施主)能級之間，實現非平衡載流子的粒子數反轉，當處於粒子數反轉狀態的大量電子與空穴複合時，便產生受激發射作用。半導體激光器產生的激光也可通過光纖輸出進行焊接。

激光傳感器焊接技術的介紹-激光焊接

　　1、激光焊接原理——激光是輻射的受激發射光放大的簡稱，由於其獨有的高亮度、高方向性、高單色性、高相幹性，自誕生以來，其在工業加工中的應用十分廣泛，成為未來制造系統共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高輻射強度的激光束，激光束經過光學系統聚焦後，雷射雕刻機其激光焦點的功率密度為104~107W/cm2，加工工件置於激光焦點附近進行加熱熔化，熔化現象能否產生和產生的強弱程度主要取決於激光作用材料表面的時間、功率密度和峰值功率。控制上述各參數就可利用激光進行各種不同的焊接加工。
　　2、激光焊接的一般特點——激光焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝，它與電子束等離子束和一般機械加工相比較，具有許多優點：
　　(1)激光束的激光焦點光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔點、高強度的合金材料;
　　(2)激光焊接是無接觸加工，雷射打標機沒有工具損耗和工具調換等問題。激光束能量可調，移動速度可調，可以多種焊接加工;
　　(3)激光焊接自動化程度高，可以用計算機進行控制，焊接速度快，功效高，可方便的進行任何複雜形狀的焊接;
　　(4)激光焊接熱影響區小，材料變形小，雷射切割機無需後續工序處理;
　　(5)激光可通過玻璃焊接處於真空容器內的工件及處於複雜結構內部位置的工件;
　　(6)激光束易於導向、聚焦，實現各方向變換;
　　(7)激光焊接與電子束加工相比較，不需要嚴格的真空設備系統，操作方便;
　　(8)激光焊接生產效率高，加工質量穩定可靠，雷射焊接機經濟效益和社會效益好。
　　3、激光焊接在傳感器生產中的工藝特點——激光用來封焊傳感器金屬外殼是目前一種最先進的加工工藝方法，主要基於激光焊接有以下特點：
　　(1)高的深寬比。焊縫深而窄，焊縫光亮美觀;
　　(2)最小熱輸入。由於功率密度高，熔化過程極快，輸入工件熱量很低，焊接速度快，熱變形小，熱影響區小;
　　(3)高致密性。焊縫生成過程中，熔池不斷攪拌，氣體易出，導致生成無氣孔熔透焊縫。焊後高的冷卻速度又易使焊縫組織微細化，焊縫強度、韌性和綜合性能高;
　　(4)強固焊縫。高溫熱源和對非金屬組份的充分吸收產生純化作用，降低了雜質含量，改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布，焊接過程中無需電極或填充焊絲，熔化區受汙染小，使焊縫強度、韌性至少相當於甚至超過母體金屬;
　　(5)精確控制。因為聚焦光斑很小，焊縫可以高精度定位，光束容易傳輸與控制，不需要經常更換焊炬、噴咀，顯著減少停機輔助時間，生產效率高，光無慣性，還可以在高速下急停和重新啟始。用自控光束移動技術則可焊複雜構件;
　　(6)非接觸、大氣環境焊接過程。因為能量來自激光，工件無物理接觸，因此沒有力施加於工件。另磁和空氣對激光都無影響;
　　(7)由於平均熱輸入低，加工精度高，可減少再加工費用，另外，激光焊接運轉費用較低，從而可降低工件成本;

　　(8)容易實現自動化，對光束強度與精細定位能進行有效控制。