金属激光切割领域光纤激光应用前景探讨

    自盐城激光切割诞生以来，产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣，并捷足先登获得了应用。预计产业界2011使用的激光器产品销售额超过17亿美元，而激光设备的销售额超过66亿美元。其中，金属加工行业占居绝大部分。

　　在金属加工行业，激光的应用已有数十年的历史。长期以来，金属切割领域，1000W以上的CO2激光器占主导地位。近年，以华俄激光为代表的国内激光设备商推出的中功率（500W）灯棒式YAG金属激光切割机获得了市场的广泛的认可，占领了国内低端金属切割机市场。

　　但是，无论是CO2还是灯棒式YAG激光，激光的产生原理决定了其性能受到一定的局限。大功率CO2激光器体积庞大，但激光发散角较小，可以采用飞行光路实现切割的工艺要求，但光斑粗大，能量密度低是其很大的弱点。灯棒式YAG激光的光斑能量密度可以做到远小于CO2激光器，但光束发散角很大。即使是国内较具代表性的华俄激光的灯棒式YAG激光，也只能实现半飞行光路，难以做到全飞行光路实现切割的工艺要求。

　　具有高效、高能量密度及柔软传输性的激光，是金属切割行业梦寐以求的产品。

　　激光器问世不久，美国光学公司（American optical corporation）的Snitzer 和Koester于1963年首先提出光纤激光器和放大器的构思。1966年高锟和Hockham提出了光纤通信的基本概念。1970年后光纤通信经历研究开发阶段（1966－1976），实用化阶段（1977－1986）迅速进入1986年以后的大规模光纤通信建设阶段。随着光通信的迅猛发展，光纤制造工艺与半导体激光器生产技术日趋成熟，为光纤激光器和放大器的发展奠定基础。英国的南安普敦大学和通讯研究实验室、德国汉堡技术大学、美国的Polaroid  Corporation,Bell实验室，日本的NTT、Hoya均在光纤激光器研究中取得许多重要成果。

    激光切割机“穿孔”是指在要切割的材料（钢板、管等）上穿一个小孔，一般所有的热切割技术都需要能做到，没有冲压装置的激光切割机也不例外。下面亚豪数控编者就为大家讲解下两种激光切割机的“穿孔”方法，供广大用户应用及参考：

    一、脉冲穿孔

    脉冲穿孔的原理是采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,盐城激光切割通常采用空气或氮气作为辅助气体。每个脉冲激光逐步深入，一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。

    二、爆破穿孔

    爆破穿孔的工作原理是材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。孔的大小与板厚有关，对较厚的板爆破穿孔只能用于废料上。

    激光切割机两种穿孔方法对比：

    脉冲穿孔的穿孔质量要比爆破穿孔好，但脉冲穿孔成本要也高些，需要有较可靠的气路控制系统。

    在工业生产中主要采用改变激光平均功率、脉冲宽度和频率的办法来实现高质量要求的切割。