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    石家莊光纖激光切割機(jī)與CO2激光切割機(jī)區(qū)別

    來(lái)源:http://m.indexitsolutions.com/news77420.html   發(fā)布時(shí)間:2019/5/16 16:25:00

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    光纖激光切割機(jī)與CO2激光切割機(jī)優(yōu)勢(shì)對(duì)比

    光纖激光器產(chǎn)生的激光的波長(zhǎng)為1.06μm,CO2激光器產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)為10.6μm,均是紅外光,可被材料吸收,而應(yīng)用于工業(yè)材料加工。

    激光波長(zhǎng)

    切割是目前應(yīng)用較廣泛的激光工業(yè)加工技術(shù)。下面是兩種激光器的長(zhǎng)短優(yōu)劣對(duì)比

    作為用戶,先得了解光纖激光器和CO2激光器各自的切割盲區(qū)。避開(kāi)了盲區(qū)后,再爭(zhēng)短競(jìng)長(zhǎng),選定適合需要的那一款。

    光纖激光器的盲區(qū):

    光纖激光不能切割非金屬,包括木材、塑料、皮革、棉麻織物等。如果需要加工的工件材料恰是非金屬,那么光纖激光器只能落選,而非CO2激光器莫屬。

    汽車(chē)內(nèi)飾件大多為非金屬材料,采用高精度機(jī)器人+CO2激光器的加工系統(tǒng),對(duì)其空間曲面進(jìn)行切割,這樣的加工系統(tǒng)需解決激光束在機(jī)器人各關(guān)節(jié)間的傳輸難題。

    光纖激光也不能切割表面有覆蓋層的材料,如普通覆膜不銹鋼、有防銹涂料的特種鋼板等。有用戶對(duì)此注意不夠,而選擇光纖激光器,不得不將普通覆膜的不銹鋼外發(fā)切割加工。如要采用光纖激光專(zhuān)用覆膜,則成本升高。

    CO2激光器的盲區(qū)

    CO2激光不能切割銅材,包括黃銅、紫銅。如果需要切割銅材,只有光纖激光器夠格。

    對(duì)于CO2激光來(lái)說(shuō),銅材屬于高反射性材料,激光幾乎全部被反射而不被吸收;反射光返回激光器,造成危害。

    CO2激光對(duì)鋁合金的反射率也較高。安裝背反射隔離器,可有效保護(hù)CO2激光器,從而可安全切割鋁合金。

    我們且從使用成本、切割速度、穿孔效率、斷面質(zhì)量等方面,讓兩種激光器來(lái)爭(zhēng)短競(jìng)長(zhǎng)。

    使用成本

    這里,為方便對(duì)比兩種激光器的成本差別,僅計(jì)算電力、耗材、介質(zhì)氣體三部分構(gòu)成的成本,這三部分的成本,兩者是不同的;人力、折舊、場(chǎng)地、切割氣體等,對(duì)于兩種激光器來(lái)說(shuō),成本相同,故不計(jì)算。

    兩種激光器均需耗費(fèi)巨量電力。光纖激光器電-光轉(zhuǎn)換效率約30%,CO2激光器約10%。以3000W激光器而論,光纖激光器耗電約10kW電力,而CO2激光器耗電約30kW。以電價(jià)1元/度、占載率70%計(jì),則成本分別為7元/小時(shí)、21元/小時(shí)。

    另外,由于效率不同,所以,兩種激光器所產(chǎn)生的熱量不同,需要的水冷機(jī)的規(guī)格(制冷量)也不同。光纖激光器需要的水冷機(jī)的耗電量為13kW,CO2激光器需要的水冷機(jī)的耗電量為18kW。以電價(jià)1元/度、占載率70%計(jì),則成本分別為9元/小時(shí)、12.8元/小時(shí)。

    在日常使用過(guò)程中,采用光纖激光器的切割機(jī)需耗費(fèi)的材料有:聚焦鏡、陶瓷體、噴嘴、保護(hù)鏡等,成本約3元/小時(shí)。

    另外,據(jù)4年來(lái)的統(tǒng)計(jì),激光模塊和擴(kuò)束鏡有其使用壽命,從而分別產(chǎn)生約4元/小時(shí)、1元/小時(shí)的成本

    采用CO2激光器的切割機(jī)需耗費(fèi)的材料有:聚焦鏡、陶瓷體、噴嘴、反射鏡等,成本約2.5元/小時(shí)。

    光纖激光器無(wú)需介質(zhì)氣體;CO2激光器需使用介質(zhì)氣體才能產(chǎn)生激光,成本約1元/小時(shí)。

    另外,CO2激光器每3000小時(shí)進(jìn)行常規(guī)點(diǎn)檢,每6000小時(shí)進(jìn)行深度點(diǎn)檢,發(fā)生約2元/小時(shí)的成本。

    綜上,光纖激光器使用成本約24元/小時(shí),CO2激光器則約為38.3元/小時(shí),相差14.3元/小時(shí)。按每天使用10小時(shí)計(jì),則每天成本差為143元。

    市場(chǎng)上關(guān)于兩種激光器的使用成本的差別的說(shuō)法,有些夸大。

    附帶提一下,光纖激光的傳輸介質(zhì)為光纖,光束封閉于光纖內(nèi),“曲線傳播”,不受外界環(huán)境影響。CO2激光傳輸介質(zhì)為空氣,直線傳播,靠反射鏡改變傳輸方向,易受外界環(huán)境影響,可能需要對(duì)這些反射鏡進(jìn)行維護(hù),從而稍稍增加使用成本。

    切割速度

    切割速度、穿孔效率、斷面質(zhì)量等方面構(gòu)成激光切割效能,是評(píng)價(jià)激光器的綜合性指標(biāo)。

    光纖激光器切割薄板有優(yōu)勢(shì),尤其是厚度3mm以下者,優(yōu)勢(shì)明顯,相對(duì)于CO2激光器,較.大切割速度比值可達(dá)4:1;而6mm是兩種激光器優(yōu)勢(shì)互換的臨界厚度。切割厚度>6mm的板材,光纖激光無(wú)優(yōu)勢(shì);隨著厚度的增加,CO2漸顯優(yōu)勢(shì),但并不顯著。

    總的說(shuō)來(lái),切割速度方面還是光纖激光器有優(yōu)勢(shì)。

    穿孔效率

    激光束對(duì)工件開(kāi)始切割前,需穿透工件。光纖激光的穿孔時(shí)間明顯比CO2長(zhǎng)。

    還是以3kW 光纖激光器和CO2激光器為例。對(duì)于厚度為8mm的碳鋼,后者比前者少1秒鐘;10mm時(shí),后者少2秒;隨著厚度的增加,CO2激光器在穿孔方面的優(yōu)勢(shì)愈益顯著。

    以每天穿孔2000次、每次穿孔時(shí)間差3秒鐘計(jì),則每天穿孔時(shí)間差為6000秒,約合1.7小時(shí)。

    CO2激光器因較高的穿孔效率,每天可縮減1.7小時(shí)的機(jī)器使用時(shí)間。即使采用較保守的數(shù)據(jù),計(jì)入人工(30元/小時(shí))、設(shè)備折舊(25元/小時(shí))和場(chǎng)地(2元/小時(shí))費(fèi)用,節(jié)省的成本有(CO2激光器):

    1.7×(30+25+2+38.3)=162(元)

    斷面質(zhì)量

    斷面質(zhì)量通常指粗糙度(光潔度)、垂直度。

    切割3mm以下厚度的鋼板時(shí),光纖激光切割的斷面質(zhì)量(粗糙度和垂直度)略差于CO2。隨著厚度的增加,斷面質(zhì)量的差異愈益明顯。

    厚度≥3mm的不銹鋼,光纖激光切割的斷面呈磨砂狀,而CO2呈光亮狀。

    厚度為16mm的碳鋼,光纖激光切割斷面的垂直度遠(yuǎn)差于CO2,前者為0.4~0.5mm,后者可達(dá)0.1mm。

    另外,碳鋼板對(duì)光纖激光能量吸收率高,在切割小孔(孔徑≤板材厚度)時(shí),反而是個(gè)缺點(diǎn),切割質(zhì)量較差。

    順便指出,激光切割的精度與采用何種激光器無(wú)關(guān),而與機(jī)器定位精度、重復(fù)定位精度、切縫寬度的一致性有關(guān)。光纖激光切割的切縫窄,CO2的切縫稍寬。但切縫的寬窄不影響零件的精度,因?yàn)橥ㄟ^(guò)割縫補(bǔ)償功能,可以抵消切縫寬度。

    光纖激光器和CO2激光器究竟哪種好

    有了以上數(shù)據(jù),不難得出一個(gè)合乎邏輯的結(jié)論,從而作出理性的選擇。

    不能籠統(tǒng)地講是光纖激光器好,也不能籠統(tǒng)地講是CO2激光器好。應(yīng)該基于特定的應(yīng)用進(jìn)行分析、判斷。

    光纖激光器 CO2激光器

    我們看到,光纖激光器與CO2激光器在面對(duì)特定應(yīng)用需求時(shí)各有其優(yōu)勢(shì)和弱勢(shì)。目前和今后一段時(shí)期內(nèi),光纖激光器和CO2激光器不能互相替代,而只能共存互補(bǔ)。徑向偏振CO2激光器的技術(shù)進(jìn)展值得注意,可能在薄板切割方面縮小與光纖激光器差距。

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