激光切割机的焦点调整

激光切割机的焦点调整
激光切割机的焦点调整
激光束本⾝的伤害意外，还有⼀些其他的潜在伤害。

激光器的⼯作电压属于⾼压电，电击也是⼀个主要的危害。

⼀些材料在激光加⼯受热或者燃烧时会发⽣化学变化，并且散发有毒的⽓体（或者其他形式，如烟，微粒），这些材料包括PVC（聚氯⼄烯塑料），聚碳酸酯材料和不同类型的玻璃纤维复合材料，这些⽓体可能对⼈体造成伤害，操作者对此要特别引起⾼度重视，必要的情况下应该佩戴防毒⾯具。

⽽在这个过程中，我们都知道激光切割时通过聚焦镜将⼤功率激光束聚焦后形成⼀个细⼩的焦点后，利⽤焦点的⾼能量对钢板实⾏熔融，汽化实现切割。

激光焦点的定位是⾮常关键的⼀步，只有焦点定准了，才能保证钢板切割有⼀个好的质量。

由于CO2
激光束是红外不可见光，所以依靠⼈眼光观察是⽆法寻找到激光束焦点的。

在实⾏操作过程中，通常采⽤激光焦点位置的定位⽅法有：数控定位打点法，斜⾯焦点烧灼法以及直接烧灼法。

1．激光焦点之数控定位打点法
数控定位打点法：⽤⼀块平整光洁的⽩⾊硬纸板，平铺在⼯作台上⾯，激光切割头设定在其上⽅，聚焦镜距离纸板的⾼度⽐聚焦镜的焦距尺⼨偏⼩约10mm 位置，⽐如聚焦镜的焦距是127mm，则将聚焦镜设定在距离纸板⼤约117mm。

数控系统设定切割头沿X轴或者Y轴每10mm移动⼀次，每次移动的同时Z轴上升1mm，可以设定20次连续移动的距离。

每次移动到位时，⽤20次共打孔20个，Z轴⾼度升⾼20mm。

观察这20个孔，可以发现孔的直径是从⼤到⼩，然后⼜从⼩到⼤⽵简变化的。

找到孔径最⼩的位置就是焦点位置，把这⼀点记录下来。

测量在这个位置时纸板距离镜⽚的距离就是实际的激光束焦点位置。

2．斜⾯焦点烧灼法
斜⾯焦点烧灼法：该⽅法⽰意是这样的，将平直的⽊板斜放在⼯作台上⾯，斜度⼤约10度。

把切割头设定在A点，A点距离聚焦镜的⾼度尺⼨⽐聚焦镜的焦距尺⼨偏⼩20mm，数控系统设定切割头沿着X轴或者Y轴连续⽔平移动230mm，移动开始时激光器输出200W连续激光，切割头移动停⽌的时候，激光也停⽌了。

这时可以看到⽊板上⾯有⼀条从宽变窄，⼜从窄变
宽的激光束的烧灼痕迹。

取痕迹最窄处为焦点位置，把这⼀点记录下来，测量在这个位置的⽊板距离镜⽚的距离就是实际的激光束焦点位置。

3．激光切割直接烧灼法
直接烧灼法：这种原理是⼿持⼀块平直的⽊板，⽴刻在切割⼯作台⾯成85度⾓，把切割头提⾼到聚焦镜距离⼯作台表⾯⼤约1.5倍聚焦的位置。

打开激光器光闸，连续输出200W激光束，⽔平快速移动⽊板到聚焦镜下⽅，可以看到⽊板表⾯会有⼀条从宽到窄，⼜从窄到宽的激光束聚焦前后的烧灼痕迹，这个痕迹与激光束聚焦过程的变化⾮常接近。

取痕迹最窄处为焦点位置，把这⼀点记录下来，测量在这个位置的⽊板距离镜⽚的距离就是实际的激光束焦点位置。

因为这个⽅法是需要⼈⼯操作的，所以特别需要注意安全，以免造成⼈体伤害。

激光切割头喷嘴位置调整
焦点位置确定了以后，就可以调整激光切割喷嘴位置，激光切割时，根据切割的板材厚度和材质的不同⽽不同。

⼀般来说，切割碳钢时焦点应该调整在钢板上表⾯附近，薄板在钢板上表⾯以下，中厚板在钢板上表⾯以上，⽽切割不锈钢板，铝板或者钛合⾦板的时候，焦点就应该调整在板材的下表⾯附近了。

激光焦点位置定下来以后，再根据板材表⾯位置调整激光切割喷嘴的位置，⼤多数情况下，激光切割喷嘴距离板材表⾯位置都是设定在1-1.2mm。

这样的位置可以保证切割质量的情况下，最节省辅助⽓体。

下⾯说下，切割材料，辅助⽓体和焦点位置的关系。

材料为碳钢的时候，辅助⽓体类型为氧⽓时，焦点位置在板材上表⾯或者上表⾯向上少许。

材料为不锈钢的时候，辅助⽓体类型为氮⽓时，焦点位置为板材下表⾯或者下表⾯向下少许。

材料为⾮⾦属的时候，辅助⽓体类型为压缩空⽓时，焦点位置为板材中间位置。