激光切割機(jī)的激光模式對切割有何影響?
在評估激光切割機(jī)性能時,用戶往往關(guān)注功率、速度和精度,卻容易忽略一個決定性因素——激光模式。激光模式(Laser Beam Mode)指激光束橫截面上的能量分布形態(tài),通常用TEM或M2值表示。它直接影響光束的聚焦能力、能量密度分布和切割質(zhì)量,是決定切邊質(zhì)量與加工效率的核心參數(shù)。

激光模式的基本類型
常見的激光模式包括基模(TEM??)、高階模和混合模。理想狀態(tài)下,激光切割機(jī)應(yīng)輸出接近基模的光束,其能量呈高斯分布,中心集中、邊緣平滑,可被聚焦成最小光斑,實(shí)現(xiàn)高精度切割。
M2值是衡量光束質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo),數(shù)值越接近1,表示越接近理想基模。工業(yè)光纖激光器的M2通常在1.05~1.3之間,M2越低,聚焦性能越好。
對切割質(zhì)量的影響
切縫寬度與邊緣光潔度
高質(zhì)量激光模式可形成更小的聚焦光斑,從而獲得更窄的切縫和更光滑的切面。尤其在切割薄板(0.5–3mm)時,低M2值能顯著減少掛渣和波紋,提升表面粗糙度。
垂直度與錐度控制
能量分布均勻的光束在穿透材料時熱作用一致,上下切面尺寸接近,減少錐度。而模式差的光束易導(dǎo)致上寬下窄或局部熔邊,影響裝配精度。
厚板切割能力
在切割中厚碳鋼或不銹鋼(6mm以上)時,良好的激光模式能維持穩(wěn)定的穿孔和熔融過程,減少底部掛渣和斷點(diǎn)。雖然輔助氣體起關(guān)鍵作用,但光束質(zhì)量決定了能量能否有效傳遞至切割前沿。
對加工效率的影響
高光束質(zhì)量意味著更高的能量密度,可在較低功率下實(shí)現(xiàn)相同切割效果。例如,一臺M2=1.1的3kW激光器,在某些薄板應(yīng)用中可達(dá)到M2=1.4的4kW設(shè)備的切割速度,同時降低單位能耗。
不同光源的模式表現(xiàn)差異
光纖激光器:普遍具有優(yōu)良的激光模式,尤其在低功率段(1–6kW),適合精細(xì)切割。
CO?激光器:傳統(tǒng)上模式穩(wěn)定,但在金屬切割中逐漸被高光束質(zhì)量的光纖替代。
碟片激光器:在高功率下仍能保持較好模式,適合厚板高速切割,但成本較高。
激光模式是影響激光切割機(jī)實(shí)際性能的一個因素,了解其作用機(jī)制,有助于用戶在設(shè)備采購和工藝優(yōu)化中做出更科學(xué)的決策,真正實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的金屬切割。


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