Focus Concept

Brennweite

Kurz gesagt ist die Brennweite der Abstand von der Linse zur Fokusebene. In unserem Fall ist die Fokusebene das Werkstück — das Blech.

Die Lage des fokussierten Punkts (Brennpunkt) oberhalb der Fokusebene wird positive Fokuslage genannt, die Lage unterhalb des Werkstücks negative Fokuslage.

Bedeutung der Fokuslage

Der Wert der Brennweite beeinflusst die Spotgröße an der Oberfläche oder im Inneren des metallischen Werkstücks: Mit zunehmender Brennweite wächst der Spotdurchmesser, und damit nimmt auch die Schnittfugenbreite (Kerf) zu.

Positive Fokuslage

Das ist die Fokuslage, bei der der Laserstrahl oberhalb der Werkstückoberfläche fokussiert wird.

In der Regel wird diese Fokussierung für das Sauerstoff- bzw. Brennschneiden von Werkstücken aus unlegiertem Stahl verwendet.

Dieses Vorgehen unterstützt den Schlackeaustrag und lässt den Sauerstoff bis an die untere Werkstückoberfläche gelangen, sodass er an der vollständigen Oxidationsreaktion teilnimmt.

Je größer der positive Fokuswert, desto größer:

• der Laser-Spotdurchmesser an der Werkstückoberfläche;
• die Erwärmung und der Wärmeeintrag rund um die Schnittfuge;
• die Glätte und Glanz der Schnittfläche aus unlegiertem Stahl.

Negative Fokuslage

Der Schnittfokus liegt innerhalb des Werkstücks. In diesem Modus ist die Schnittfuge relativ breiter als der Spot an der Werkstückoberfläche, da der Fokus weit von der Schnittfläche entfernt ist. Gleichzeitig ist der Schneidgasstrom hoch und die Temperatur ausreichend.

• Beim Schneiden von Edelstahl ist die negative Fokuslage zweckmäßig: Die Schnittfläche hat eine gleichmäßige Textur und einen sauberen Querschnitt.
• Anschneiden / Einstechen (Piercing) des Blechs vor dem eigentlichen Schnitt: Da der Einstich eine gewisse Höhe hat, wird dafür eine negative Fokuslage verwendet — so wird sichergestellt, dass der Spot an der Einstichstelle minimal und die Energiedichte maximal ist.

Nullfokus

Der Schnittfokus liegt auf der Werkstückoberfläche. In der Regel ist die obere Schnittfläche in Fokusnähe relativ glatt, während die untere Fläche, fern vom Schnittfokus, rauer ausfällt.

Dieser Modus wird vor allem verwendet für:

• kontinuierliches Laserschneiden dünner Bleche;
• gepulste Laserverdampfung mit hoher Spitzenleistung beim Schneiden von Metallfolienschichten.

Die Wahl der Fokuslage beim Laserschneiden hängt nicht vom Material des Werkstücks (Edelstahl oder unlegierter Stahl) ab, sondern vom Schneidverfahren (Brennschneiden oder Schmelzschneiden).

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