Laser energetyczny jest ogólnie wiązką Gaussa, to znaczy intensywność wiązki w przestrzeni przedstawia rozkład Gaussa, taka wiązka ma bardzo wysoką intensywność pośrednią i stopniowo maleje wzdłuż konturu Gaussa na zewnątrz.
W praktycznych zastosowaniach często wymagane są nie tylko wiązki Gaussa, ale także wiązki laserowe do określonych potrzeb aplikacji.Na przykład w dystrybucji energii istnieje dystrybucja pierścieniowa;Na kształcie belki znajdują się kształty, takie jak kwadrat, okrągły itp.
Jeśli chodzi o dystrybucję, istnieje dystrybucja pierścieniowa
Rozkład energii wiązki Gaussa jest stosunkowo nierówny, a energia pośrednia jest zbyt wysoka, co spowoduje, że lokalna temperatura będzie zbyt wysoka i wpłynie na interakcję między laserem a substancją;Energia dwóch skrzydeł jest zbyt niska, co zmniejsza stopień wykorzystania.Dlatego w niektórych przypadkach konieczne jest uformowanie wiązki Gaussa w wiązkę płaską o równomiernym rozkładzie energii, aby poprawić efekt obróbki laserowej.
Poniższe rysunki przedstawiają charakterystykę profilu lasera Gaussa i profilu lasera z płaską górą:
Sekcje o niskiej intensywności po obu stronach dostępnego centralnego obszaru wiązki nazywane są „dwoma skrzydłami”, których intensywność jest poniżej progu spalania wymaganego do zastosowań związanych z obróbką laserową, a energia tych dwóch skrzydeł jest często marnowana, co powoduje znaczne zmniejszenie zużycia energii;W tym samym czasie energia dwóch skrzydeł uszkodzi również otaczający obszar poza obszarem docelowym, rozszerzając w ten sposób strefę wpływu ciepła.Z drugiej strony części o wysokiej intensywności powyżej progu palenia nazywane są „nadwyżką energii”, a ta nadwyżka energii może potencjalnie uszkodzić podłoże;Co więcej, energia w centralnej części jest zbyt skoncentrowana i łatwo uszkodzić optykę.
Płaskie wiązki laserowe zużywają energię wydajniej niż wiązki laserowe Gaussa.W profilu wiązki Gaussa nadwyżka energii w środku powyżej progu intensywności wymaganego przez aplikację i energia poniżej wymaganego progu w obu skrzydłach jest marnowana.W płaskim profilu belki nie ma skrzydeł, ale występują bardziej strome przejścia krawędzi, dzięki czemu zużycie energii jest bardziej efektywne, a uszkodzenia otaczającego obszaru są mniejsze.
Jak widać na powyższym rysunku, energia wiązki płaskiej jest wyraźniej zawarta w danym obszarze niż wiązka Gaussa.Spawanie lub cięcie belką o płaskim wierzchołku będzie dokładniejsze i spowoduje mniejsze uszkodzenia otaczającego obszaru.
Podczas cięcia płaską belką można uzyskać czystsze cięcie i ostrzejsze krawędzie.
Podczas spawania wiązką typu flat-top szczeliny w spoinie będą bardziej gładkie niż w przypadku wiązek gaussowskich.
Jakie są wady belek płaskich?
W przeciwieństwie do wiązek Gaussa, kształt intensywności zmienia się podczas ich propagacji w wolnej przestrzeni, więc nie sprzyja propagacji na duże odległości.Podczas propagacji wiązki gaussowskiej, nawet jeśli zmienia się rozmiar wiązki, zarys wiązki jest nadal gaussowski.
Zwykle laser emituje wiązkę gaussowską, a następnie należy użyć odpowiednich elementów optycznych, aby zmienić kształt jej intensywności, aby uzyskać wiązkę płaską.
Unikalna technologia HBF firmy Guanghui Laser(płaski blat o wysokiej jasności),poprzez wyjście światłowodowe o wysokiej jasności z płaskim górnym światłem, krawędź plamki jest ostra, wysoki próg energii, może poprawić stopień wykorzystania energii lasera, jednocześnie zmniejszając strefę wpływu ciepła i uszkodzenia, skutecznie poprawiając szybkość i dokładność obróbki laserowej.
Biorąc za przykład laser 5M-12000W firmy Guanghui Laser, w porównaniu z innymi laserami w tym samym paśmie mocy, można znacznie poprawić stopień wykorzystania energii, a najbardziej intuicyjnym przykładem jest znaczne przyspieszenie prędkości cięcia.
Podczas cięcia grubych blach (cięcie tlenem stali węglowej o grubości 16 mm, jak pokazano na poniższym rysunku), cięcie z płaskim górnym punktem przy użyciu technologii HBF jest gładsze, a krawędź cięcia jest ostrzejsza niż punkt gaussowski.
Blaty gaussowskie i płaskie są ważną cechą wiązki laserowej, a po zrozumieniu różnic między nimi można je rozsądnie wybrać zgodnie z tymi różnicami w przyszłej obróbce laserowej.
Czas postu: 01-07-2022