激光切割碳钢为什么用正离焦

A. 激光焊接是利用激光的什么特性

激光焊接原理：激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段[2]，激光焊接的机理有两种：
1、热传导焊接
当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。
2、激光深熔焊
当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在―起。

这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在于：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换，由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光„‰冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。

B. 激光焊接机焦距上抬是正离焦还是负离焦

正离焦。
正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离焦平面与焊接平面距离相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。

C. 激光切割的原理及应用

激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，光斑照射在材料上时，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，并配合辅助气体（有二氧化碳气体，氧气，氮气等）吹走熔化的废渣，使孔洞连续形成宽度很窄的（如0．1mm左右）切缝，完成对材料的切割。

（1）激光切割的原理
激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割的原理见下图。
（2）激光切割的分类
1）汽化切割
利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化，形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。
激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。
2）熔化切割
激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，喷嘴喷吹薯茄洞非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。
激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。
3）氧气切割
它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气数枯体一方面与切割金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。
激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。
4）划片与控制断裂
激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。
控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆纳销性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。

激光切割的应用范围

大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。激光切割作为一种精密的加工方法，几乎可以切割所有的材料，包括薄金属板的二维切割或三维切割。
在汽车制造领域，小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件。在航空航天领域，用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。
激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用。如氮化硅、陶瓷、石英等；柔性材料，如布料、纸张、塑料板、橡胶等。

D. 激光切割板厚与焦距的参数

焦点离板材表面的距离板上面2~3mm的位置;切割头选用 透镜焦距7.5英寸。

一般的激光切割机都不能切，因为激光切小于板厚的孔，能量会聚集在板材的断面层，废料难以掉落。

激光切割焦距与厚度的关系：这要根据切割材料来决定的，具体说明如下：

1、负焦距（切割焦点位于切割材料上面）主要是在切割厚度高的金属板时用到。负焦距切割厚板需要的切幅大，导至喷嘴输送的氧气不足而使得切割的温度下降，切割的表面相对粗糙，不适合于高精度的精密切割。

2、0焦距（切割焦点位于切割材料的表面）通常是在切割SS41、SPH、SPC等材料时候适用的一种焦点定位方式。0焦距切割的焦点是贴近工件表面的，由于切割表面上下的光滑度不一样，所以在切割时候切割上表面相对光滑，而下表面就显得相对粗糙。这种切割焦点定位的方式需要根据实际情况中的上下表面的工艺要求而定。

3、内负焦距（切割焦点位于切割材料的里面）通常应用到光纤激光切割机在切割铝、铝合金和不锈钢等材料中。根据焦点原理切割表面，切幅相对切割点在工件表面大，且这种模式下利用光纤激光切割机切割的气流大，温度要高，切割穿孔的时间要稍长。所以这种切割方式主要在切割铝或不锈钢等硬度大的材料中使用。

基本信息：

根据实际的情况确定光纤激光切割机的焦点位置非常的重要，合理的焦点位置才可以让光纤激光切割机能够更加合理的进行工作。

E. 激光焊焊内胆怎么调焊缝不发白，0.5/0.4的料用正离焦还是负离焦

焊接咬边的产生原因：焊接电流太大，焊接速度过快，在角焊时，因为焊条角度或运条不当造成。

解决措施：选择合适的电流和焊接速度，采用正确的运条方式和运条角度。

激光焊接机的光斑直径是可以调整的，以下两种方法供参考：

1、更换聚焦镜、准直镜（激光焊接头）

2、离焦。

F. 氮气切割碳钢用正焦还是负焦

氮气切割是一种常用的金属切割方法，可以利用高温氧化反应将金属材料切割成所需形状。在氮气切割中，使用察掘的焦嘴通常分为腊模正焦和负焦两种。

对于碳钢材料，推荐使用正焦焦嘴进行氮气切割。这是因为在氮气切割过程中轮没缓，使用正焦焦嘴可以提供足够的热量，从而使碳钢材料完全被加热到氧化温度，达到更好的切割效果。而使用负焦焦嘴则会导致加热不足，影响切割效果。

需要注意的是，氮气切割时选用的切割条件应根据具体材料种类、厚度等情况进行调整，以取得最佳切割效果。

G. 氮气切割碳钢用正焦还是负焦

正焦。切割低碳钢板氧气纯度至少99.6%以上。切割不锈钢板时，若采用氮气做辅助气体，氮气纯度应达到99.6%以上，纯度越高，切割断面质量越好。如果切割气体纯度不高，不但影响切割的质量而且会造成镜片的污染。

H. 激光内雕采用的离焦方式

正离焦和负离焦。
1、激光内雕主要用于在玻璃体内部雕刻立拿没体图象，设备闷计大自然美丽的风景及其它各种动植物的操消滚纳作，其离焦的方式平面位于工件上方为正离焦，可以清晰的雕刻上方事物。
2、在下方雕刻为负离焦，有助于将其雕刻的更全全面。

I. 激光切割机怎么定点切割

一、零焦距：焦点在工件表面

一般适用于5毫米以下簿碳钢等祥运工件切割时使用，使用的时候切割机的焦点选在贴近工件表面，这种模式下的工件上下表面光滑度不一样，一般而言贴近焦点的切割面相对很光滑，而远离切割焦点的下表面显得粗糙。这种模式应根闷宴档据实际应用中上表面和蚂乱下表面的工艺要求而定。
二、正焦距：焦点在工件表面上

当你需要切割的工件为不锈钢或者铝材钢板时常用切割点在工件里面的模式。但这种方式的一个缺点是，由于焦点原理切割表面，切幅相对比切割点在工件表面大，同时这种模式下需要的切割气流要大，温度要足，切割穿孔时间稍长点。所以当你选工件的材质主要为不锈钢或者铝材灯硬度大的材质时候选用。

三、负焦距：焦点在工件表面下

因为切割点不是位于切割材料的表面也不是位于切割材料的里面，而是定位在切割材料的上方。这种方式主要使用于切割厚度高的材质。这种方式之所以将焦点定位在切割材质的上方，主要是因为厚板需要的切幅大，否则喷嘴输送的氧气极容易出现导致不足而致使切割温度下降。但这种方式的一个缺点是，切割面比较粗糙，不太实用于精密度高的切割。在激光切割加工过程中保持激光焦点和加工对象之间的相对位置为一合理而恒定的值，就成为激光切割加工中的一项关键技术。

激光切割焦点位置自动跟踪系统可从以下两个方面来考虑：

（1）怎样稳定、可靠而又方便地检测出激光焦点和加工对象之间的相对位置

激光加工属于非接触加工，无法直接检测焦点位置，而焦点位置由聚焦镜和加工对象表面的距离决定。因此，常用的办法是检测聚焦镜和加工对象表面的距离，从而间接检测激光焦点和加工对象表面的相对位置。

（2）在检测出激光焦点和加工对象的位置变化以后，怎样快速地补偿掉偏差即位置随动系统的设计问题

通常的分离式焦点跟踪系统是利用单片机的最小系统控制步进电机实现的。由于单片机性能比较简单，难以实现较为复杂的控制策略，而普通步进电机的动态特性比较差，很难满足激光焦点跟踪的快速要求。为了克服上述缺点，一种基于运动控制器的激光焦点自动跟踪系统，采用光码盘作为位移传感器，利用运动控制器的主从跟踪(电子齿轮)功能实现焦点位置误差的快速补偿。

J. 激光焊接工艺方法有哪些

一、激光焊接工艺参数：

1、功率密度。 功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。

2、激光脉冲波形。 激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。

3、激光脉冲宽度。 脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

4、离焦量对焊接质量的影响。 激光焊接通常需要一定的离焦，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。 离焦方式有两种：正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦;焊接薄材料时，宜用正离焦。

二、激光焊接工艺方法：

1、片与片间的焊接。包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。

2、丝与丝的焊接。包括丝与丝对焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4种工艺方法。

3、金属丝与块状元件的焊接。采用激光焊接可以成功的实现金属丝与块状元件的连接，块状元件的尺寸可以任意。在焊接中应注意丝状元件的几何尺寸。

4、不同金属的焊接。焊接不同类型的金属要解决可焊性与可焊参数范围。不同材料之间的激光焊接只有某些特定的材料组合才有可能。 激光钎焊 有些元件的连接不宜采用激光熔焊，但可利用激光作为热源，施行软钎焊与硬钎焊，同样具有激光熔焊的优点。采用钎焊的方式有多种，其中，激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接，尤其实用于片状元件组装技术。

三、采用激光软钎焊与其它方式相比有以下优点：

1、由于是局部加热，元件不易产生热损伤，热影响区小，因此可在热敏元件附近施行软钎焊。

2、用非接触加热，熔化带宽，不需要任何辅助工具，可在双面印刷电路板上双面元件装备后加工。

3、重复操作稳定性好。焊剂对焊接工具污染小，且激光照射时间和输出功率易于控制，激光钎焊成品率高。

4、激光束易于实现分光，可用半透镜、反射镜、棱镜、扫描镜等光学元件进行时间与空间分割，能实现多点同时对称焊。

5、激光钎焊多用波长1.06um的激光作为热源，可用光纤传输，因此可在常规方式不易焊接的部位进行加工，灵活性好。

6、聚焦性好，易于实现多工位装置的自动化。

四、激光深熔焊：

1、冶金过程及工艺理论。 激光深熔焊冶金物理过程与电子束焊极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”结构来完成的。在足够高的功率密度光束照射下，材料产生蒸发形成小孔。这个充满蒸汽的小孔犹如一个黑体，几乎全部吸收入射光线的能量，孔腔内平衡温度达25000度左右。热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周即围着固体材料。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属填充着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。