无负载时的原始长度

4. 应用场景

• 工业机械：缓冲减震（如汽车悬架）、复位装置（如阀门弹簧）。

• 电子产品：按键开关、电池触点。

• 日常用品：圆珠笔、家具铰链。

5. 设计注意事项

• 应力分析：避免超过材料的弹性极限，否则会导致载下需考虑循环次数（如发动机阀门弹簧）。

• 稳定性：长细比（自由长度/中径）过大会导致侧向屈曲，可加导向杆解决。

6. 常见问题

• 失效模式：疲劳断裂、应力松弛（长期压缩后弹性下降）。

• 选型误区：盲目追求高刚度可能导致系统冲击过大。

7. 扩展类型

• 变刚度弹簧：如锥形弹簧，压缩时圈径变化实现非线性刚度。

• 组合弹簧：并联（增加总刚度）或串联（降低总刚度）使用。

激光切割头是激光切割设备的核心部件，主要负责将激光束聚焦到材料表面，实现高精度、高效率的切割。以下是关于激光切割头的详细介绍：

1. 主要组成

• 聚焦镜（透镜）：将激光束聚焦到极小的光斑（直径通常0.1~0.3mm），提高能量密度。

• 喷嘴：引导辅助气体（如氧气、氮气、空气）吹走熔渣，保护镜片免受污染。

• 准直镜：调整激光束的平行度，确保聚焦效果。

• 传感器系统：包括电容式或光学传感器，用于实时检测喷嘴与工件的距离（自动调高功能）。

• 冷却系统：防止高温损坏光学元件（水冷或气冷）。

2. 工作原理

1. 激光生成：光纤激光器或CO₂激光器产生高能激光束。

2. 光束传输：通过反射镜或光纤传导至切割头。

3. 聚焦：通过透镜组将光束聚焦到材料表面，瞬间熔化或气化材料。

4. 辅助气体：喷嘴喷出的气体清除熔融物，保持切割缝清洁。

3. 关键参数

• 焦距：影响光斑大小和切割深度（短焦距适合薄板，长焦距适合厚板）。

• 喷嘴直径：决定气体流速和切割质量（常用直径1~3mm）。

• 功率兼容性：需匹配激光器功率（如500W~20kW）。

• 调焦方式：手动、电动或自动调焦（适应不同材料厚度）。

4. 类型与适用场景

• 光纤激光切割头：兼容光纤激光器，适合金属切割（不锈钢、碳钢等），精度高、速度快。

• CO₂激光切割头：用于非金属（亚克力、木材）或部分金属，波长10.6μm。

• 高功率切割头：用于厚板切割（如万瓦级激光），需强化冷却和耐高温设计。

5. 维护与常见问题

• 镜片清洁：定期清理聚焦镜和喷嘴，避免污染导致功率下降。

• 同心度校准：确保激光束、喷嘴和气体通道同轴。

• 故障排查：

• 切割质量差：检查镜片污染、焦距偏移或气体纯度。

• 喷嘴损坏：可能因碰撞或高温变形，需及时更换。

6. 选型建议

• 材料类型：金属优先选光纤激光头，非金属可选CO₂。

• 厚度范围：厚板需长焦距和高功率兼容头。

• 自动化需求：带自动调高和调焦功能的切割头可提升效率。

7. 发展趋势

• 智能化：集成AI实时调节参数，适应材料变化。

• 轻量化：减少运动部件惯性，提高高速切割精度。

• 超高功率：支持30kW+激光器，推动厚板切割效率。