早在20世紀(jì)70年代，激光就被首次用于切割。當(dāng)聚焦的激光束照到工件上時，照射區(qū)域會急劇升溫以使材料熔化或者氣化。一旦激光束穿透工件，切割過程就開始了：激光束沿著輪廓線移動，同時將材料熔化。而這，就是激光切割！

激光切割技術(shù)工藝參數(shù)

激光切割技術(shù)想必大家都不陌生，激光切割技術(shù)是一種利用高能量密度的激光束對材料進(jìn)行精確切割的加工方法，廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工領(lǐng)域，最常見的激光切割設(shè)備比如激光切割機(jī)等。

激光切割的主要工藝參數(shù)有切割用激光功率、切割速度、切割厚度和氣體流量等。其他因素，如激光光束質(zhì)量、透鏡焦距、離焦量和噴嘴等對于激光切割也有很大影響。

一、激光功率

激光功率是激光切割機(jī)最重要的參數(shù)之一，功率越高，切割速度越快，切割厚度也可以更大。通常而言，激光功率就是激光器功率。

對于材料性質(zhì)而言，如果材料的表面反射率高，那么激光在照射到材料表面時，會有更多的能量被反射回去，而不是被材料吸收用于切割。因此，為了確保足夠的能量用于切割，就需要提高激光的功率。同樣地，如果材料的導(dǎo)熱性好，那么激光照射產(chǎn)生的熱量會迅速在材料內(nèi)部傳導(dǎo)，導(dǎo)致切割區(qū)域的溫度難以升高到足以切割的程度。此時，也需要增加激光的功率來提高切割效率。此外，切割熔點高的材料也需要較大的激光功率和功率密度。因為熔點高的材料需要更多的能量才能使其熔化或汽化，從而達(dá)到切割的目的。

二、切割速度

在一定功率條件下，當(dāng)板厚增加時，激光束需要穿透更深的材料層才能完成切割。研究表明，切割速度與切口表面粗糙度之間的關(guān)系并非簡單的線性關(guān)系，而是呈現(xiàn)出U形變化的趨勢。這意味著對于不同板厚的材料和不同的切割氣體壓力條件，存在一個最佳的切割速度點。在此速度下進(jìn)行切割時，切口表面的粗糙度值能夠達(dá)到最小，即切口最為平滑。一般來說，切割速度越快，所需功率越大。

切割速度是指激光切割機(jī)每分鐘可以切割的長度，速度越快，效率越高。激光切割機(jī)切割速度與材料的種類、厚度、硬度等有關(guān)，同時也受到激光功率和光斑直徑等影響。

三、切割厚度

切割厚度是指激光切割機(jī)可以切割材料的厚度。影響切割厚度的因素‌包括：

設(shè)備功率‌：設(shè)備的功率越高，能夠切割的厚度通常也越大。

材料類型‌：不同材料的硬度、密度和韌性不同，影響切割厚度。

切割技術(shù)‌：不同的切割技術(shù)（如激光、水刀、等離子）有不同的最大切割厚度。

切割工藝參數(shù)‌：如切割速度、氣體壓力等也會影響切割厚度。

四、氣體壓力

在熔化切割過程中，激光束將材料加熱至熔化溫度，此時噴吹的氣體起到將液態(tài)金屬吹走的作用，從而形成切口。氣體壓力必須足夠大，才能有效地清除熔化的金屬，確保切割的連續(xù)性和切口的清晰度。氣體流量與噴嘴形式也有關(guān)系，不同的噴嘴形式對氣體的分布和流動特性有不同的影響，因此適用的氣體流量也會有所不同。在選擇噴嘴和設(shè)定氣體流量時，需要根據(jù)具體的切割需求和材料特性來進(jìn)行匹配和優(yōu)化。

五、光束

激光器輸出的光束模式對切割效果至關(guān)重要。實驗研究表明，非氧助切割時切口寬度與激光光斑直徑幾乎相等。光斑大小與聚焦透鏡的焦距成正比，即焦距越長，光斑越大；焦距越短，光斑越小。然而，短焦距透鏡雖然能夠獲得較小的光斑，但其焦深也相應(yīng)減小。焦深越小，意味著對工件表面到透鏡的距離要求也越嚴(yán)格。離焦量對切割速度和切割深度影響較大，切割過程中必須保持不變，一般離焦量選用負(fù)值，即焦點位置置于切割板面下面某一點。

六、噴嘴

噴嘴是影響激光切割質(zhì)量和效率的一個重要部件。激光切割一般采用同軸(氣流與光軸同心)噴嘴，噴嘴出口直徑大小應(yīng)依據(jù)切割材料厚度加以選擇。另外，噴嘴到工件表面的距離對切割質(zhì)量也有較大影響，為了保證切割過程穩(wěn)定，這個距離必須保持不變。

激光切割品質(zhì)評判標(biāo)準(zhǔn)

激光在金屬材料的切割應(yīng)用已經(jīng)廣為人知，但不少人在運用激光切割機(jī)時，卻并知道應(yīng)該如何評判加工品質(zhì)的優(yōu)劣。實際上切割質(zhì)量通常從端面粗糙度、底部毛刺、割縫寬度等角度評判。

一、端面粗糙度

激光在切割材料時，受氣流和進(jìn)給速度影響，端面會形成垂直（或傾斜）的紋路，紋路越深則表示端面越粗糙，紋路越淺則表示端面越光滑。粗糙度不僅影響邊緣外觀，還影響摩擦特性，因此粗糙度越低，意味著切割質(zhì)量越高。通過調(diào)節(jié)激光功率、進(jìn)給速度、焦距、輔助氣體類型及氣壓等參數(shù)，可以不斷優(yōu)化端面粗糙度。

二、底部毛刺

激光切割金屬的原理是通過激光的高能量使金屬瞬間汽化，并通過輔助氣體吹走工件表面的熔渣。但在實際加工過程中，材料厚度、氣壓不足、進(jìn)給速度不匹配等因素，會導(dǎo)致部分熔渣冷卻后形成毛刺，掛在工件底部。這時需要額外進(jìn)行去毛刺工作，耗費額外工時，工件底部的毛刺和掛渣是切割質(zhì)量非常重要的評判標(biāo)準(zhǔn)。

三、割縫寬度

割縫寬度是加工精度的體現(xiàn)，通常不影響切割質(zhì)量，僅在工件內(nèi)部需要形成特別精密的輪廓、圖案時，割縫寬度才會成為重要的指標(biāo)。割縫寬度決定了輪廓的最小內(nèi)徑，割縫寬度越小，則能夠加工越精密的輪廓、孔徑越小的孔，這也是激光切割取代等離子切割的重要優(yōu)勢之一。

激光切割技術(shù)應(yīng)用改進(jìn)策略

在實際的激光切割技術(shù)應(yīng)用中，提升切割效率、改進(jìn)切割質(zhì)量、降低切割成本是我們經(jīng)常需要考慮的事情之一。提升激光切割技術(shù)以提高生產(chǎn)效率、切割質(zhì)量和降低成本，可以從以下幾個方面著手：

1、隨著激光技術(shù)的進(jìn)步，使用更高功率的激光器可以顯著提升切割速度，同時減少熱影響區(qū)和材料變形，使得切割更加高效且質(zhì)量更佳，尤其適用于較厚材料的切割。

2、合理調(diào)整激光功率、切割速度、輔助氣體類型和壓力、噴嘴與材料的距離等參數(shù)，依據(jù)具體材料和切割需求進(jìn)行精細(xì)化設(shè)置，通過多次試驗找到最優(yōu)參數(shù)組合，可以提高切割效率和質(zhì)量。

3、通過自動調(diào)焦系統(tǒng)，根據(jù)材料厚度和類型自動調(diào)整激光焦點位置，確保切割精度。

4、減少非切割時間，通過快速移動切割頭到下一個切割起點，提高整體作業(yè)效率。

5、自動檢測材料邊緣和傾斜角度，自動調(diào)整切割路徑，減少材料浪費和預(yù)處理時間。

6、利用套料軟件進(jìn)行模擬切割，規(guī)劃最簡潔的切割路徑，減少空行程，提高材料利用率和切割速度。

7、定期對激光切割機(jī)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，如更換易損件、清潔光學(xué)元件、校準(zhǔn)設(shè)備等，可以確保設(shè)備長期穩(wěn)定運行，維持最佳切割性能。

8、保持激光切割機(jī)的工作環(huán)境清潔、溫度適宜、濕度適中，避免灰塵和濕度過高對設(shè)備和切割效果的影響。

9、采用更先進(jìn)的控制系統(tǒng)和軟件，提升控制精度和響應(yīng)速度，支持更復(fù)雜的切割任務(wù)。

10、持續(xù)關(guān)注激光技術(shù)的新進(jìn)展，如更高效的激光源、更先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)、智能化軟件算法等，以不斷提升切割能力。

轉(zhuǎn)自：閃鱷激光

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