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激光切割机准直镜和聚焦镜的区别

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发表于 2020-6-12 09:47:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
激光切割机从能量光纤出来的光,它是一个点光源,是有发散角(θ)的,如果我们把这个点光源放置于光纤准直镜的焦点上,我们知道:从一个聚焦镜(准直镜其实际上把聚焦镜反过来用)的焦点上发出的光,经过聚焦镜之后就变成了平行光。那么经过这个准直镜之后出来的光束直径是多大,计算公式就是2F*tag(1/2*θ),如发散角是10°,F=150mm,那么从准直镜出来的光束直径就=2*150*tag(5°)=26.2466mm。经过光纤准直镜之后,激光进入光纤切割机的聚焦镜,一般来说,准直镜焦距÷聚焦镜焦距=聚焦后能量密度相对于之前的密度比,比如:准直镜焦距是75mm,聚焦镜焦距是150mm,75÷150=1/2,这个意思就是经过聚焦镜之后聚焦光斑的面积相比于从刚从能量光纤出来的点光源的面积大一倍,能量密度是原来的1/2。
一、大家会疑问:能量密度集中不是更好吗?为什么要降低光能量密度呢?主要有几个原因:
    1、如果聚焦镜的焦距越短,聚焦镜的焦深就越浅,焦深浅就容易导致切不深;
    2、焦距越短,聚焦点越小,切缝就越小,缝小不利于切割出来熔渣的掉落,导致切不透。所以我们一般尽量使用120-150mm之间的焦距去做光纤切割机的聚焦镜。
    二、问题又来了,我们为什么不用长焦距的准直镜?这里涉及到两个方面的原因:
    1、用长焦距的光纤准直镜,需要更大的镜片直径,会导致机械设计比较麻烦;
    2、用长焦距的光纤准直镜会导致在聚焦的时候,对光纤切割机的聚焦点很敏感,一旦偏离聚焦镜焦点一点点就会出现切不透的现象出现,这也就是我们一般光纤切割机的聚焦一般在:60-100mm之间的原因。
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