[发明专利]一种用于非晶薄带的激光切割方法及系统

说明书

一种用于非晶薄带的激光切割方法及系统，切割系统包括脉冲激光器、扩束准直镜、扫描振镜、聚焦镜、工控机、充气室和工作台，所述工控机用于控制脉冲激光器和扫描振镜，所述工作台上设置有用于固定非晶薄带的夹具，所述充气室的顶面设置有透光镜，所述充气室的侧面设置有充气口和测氧量接口，所述脉冲激光器产生的脉冲激光束经过扩束准直镜的扩束准直后进入扫描振镜，并通过扫描振镜的偏转移动后由聚集镜进行聚焦，且聚焦后通过充气室上的透光镜到达非晶薄带表面。采用本发明能够针对0.01～0.05mm的厚的非晶薄带进行复杂形状高速切割，且切缝平整，无氧化、挂渣。

技术领域

本发明属于激光加工领域，具体是涉及一种用于非晶薄带的激光切割方法及系统。

背景技术

非晶合金在强度、耐腐蚀性、耐磨性方面有着突出的优势，在消费电子、机械、化工等行业有着广泛的应用。由于非晶合金脆性很高，采用机械加工的方法容易碎裂，而且非晶合金使用的厚度都较薄，不利于大规模机械加工。激光切割是采用高能量密度的光束在工件表面移动，是一种非接触式加工，相比较于机械加工，激光切割更适合于非晶合金的切割。

在钎焊领域，非晶合金常作为中间层材料进行焊接，厚度在0.01～0.1mm，根据焊接器件的复杂程度，需要在面积较小的非晶薄带上开具不同形状的孔，且要保证加工精度及控制切口晶化、氧化程度，这采用传统的加工方法无法完成。公告号为CN103878482B的中国专利公开了一种非晶合金的激光切割方法，该方法是采用机械手带动切割行走来实现0.1mm～20mm厚非晶合金切割，但对于厚度较薄的非晶合不能实现高质量切割。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种用于非晶薄带的激光切割方法及系统，能够针对0.01～0.05mm厚的非晶薄带快速实现复杂形状的切割，且能保证切割质量。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述用于非晶薄带的激光切割方法，其特点是包括以下步骤：

1）建立切割形状的CAD图形，生成扫描路径数据，并将扫描路径数据导入激光切割系统中；

2）将0.01～0.05mm厚的非晶薄带放置于充气室内，并用夹具固定在工作台上；

3）调节工作台的高度，以调整切割平面与聚焦镜之间的距离；

4）往充气室充入惰性气体，将室内的氧含量控制在一定范围内；

5）设置脉冲激光器的切割工艺参数；

6）启动激光切割系统，脉冲激光器产生的脉冲激光束经过扩束准直镜的扩束准直后进入扫描振镜，扫描振镜根据导入的扫描路径来实现脉冲激光束的偏转移动，并采用聚焦镜进行聚焦，脉冲激光束经过聚焦后通过充气室上的透光镜到达切割平面，而在非晶薄带上实现熔化切割，直至完成所需形状的切缝为止。

其中，上述脉冲激光束的波长为1030～1090nm，平均功率为20～50W，峰值功率为600～5000W，频率为20～80KHz。

上述脉冲激光束经扫描振镜偏转后的移动速度为0～1000mm/s，定位精度±2μm。

上述惰性气体的纯度为99.999%。

上述氧含量为5～10ppm。

本发明所述用于非晶薄带的激光切割系统，其特点是：包括脉冲激光器、扩束准直镜、扫描振镜、聚焦镜、工控机、充气室和工作台，所述工控机用于控制脉冲激光器和扫描振镜，所述工作台上设置有用于固定非晶薄带的夹具，所述充气室的顶面设置有透光镜，所述充气室的侧面设置有充气口和测氧量接口，所述脉冲激光器产生的脉冲激光束经过扩束准直镜的扩束准直后进入扫描振镜，并通过扫描振镜的偏转移动后由聚集镜进行聚焦，且聚焦后通过充气室上的透光镜到达非晶薄带表面。