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CO2激光技術(shù)的發(fā)展

      CO2激光器的一個重要進展是使用N2和CO2混合氣體作為介質(zhì)。1964年Le和Sommaire[3]發(fā)現(xiàn)使用N2可以使CO2激光器獲得較高的輸出功率和效率。加入N2氣體后，N2分子和CO2分子發(fā)生第二類碰撞時，處于基態(tài)的N2分子將其振動能量傳遞給基態(tài)的CO2分子。加入N2分子后，激光的輸出功率從1mW提高到11.9W, 光電裝換效率也提高到3%。CO2激光器的另一個重要進展是在N2和CO2混合氣體加入He。He的作用是使氣體冷卻和放電中的電子能量分布保持在一個合理的范圍之內(nèi)，以便更加有效的激發(fā)CO2分子。

但是，從加工領(lǐng)域和切割品質(zhì)的角度來看，可以說CO2激光切割機更勝一籌。

CO2激光加工機在行業(yè)內(nèi)自實用化以來大概經(jīng)歷了30年的歷程，它的加工工藝中很多的特性已經(jīng)被大家研究透徹，所以已經(jīng)能夠?qū)獜谋“宓胶癜宓募庸ゎI(lǐng)域。另外，加工技術(shù)也已經(jīng)非常成熟，可以保證一定的加工品質(zhì)，不僅僅具備了切割各種形狀的加工技術(shù)，同時還具備了能夠確保切割面達到一定粗糙度之類的加工技術(shù)。用光纖激光切割機的切割加工在保證切割品質(zhì)方面還有一些難題未能解決。特別是在板厚超過3.0mm的領(lǐng)域內(nèi)，用光纖激光切割機加工出的產(chǎn)品，切割面的下方會有一些明顯的小顆粒附在表面難以剝離，這些小顆粒就是我們常說的浮渣。另外，切割加工面也與CO2激光切割機相比成形更加粗糙。這個就是上述所說的對金屬材料的吸收度較高這一特性所引起的現(xiàn)象。激光加工是將激光反射至材料表面，然后金屬被熔化之后落下去的過程。光纖激光在吸收率比較高的金屬表面被反射時，會引起反吸收熔化切割面的金屬，導致切割后得到的切割斷面變得粗糙。

在采用脈沖穿孔的情況下，為了獲得高質(zhì)量的切口，從工件靜止時的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過渡技術(shù)應以重視。從理論上講通?？筛淖兗铀俣蔚那懈顥l件：如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等，但實際上由于時間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實，具體方法有以下三種：

(1)改變脈沖寬度；

(2)改變脈沖頻率；

(3)同時改變脈沖寬度和頻率。實際結(jié)果表明，第(3)種。