大功率激光切割的关键工艺参数 -ag真人国际官网

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大功率激光切割技术是融合了激光光学、电子、机械、工艺和材料等学科的复合型先进制造技术。激光切割过程复杂，影响因素多，包括激光器输出功率、切割速度、离焦量及切割材料性能等。若工艺参数选取不当，切割质量会受很大影响，如切割面粗糙，断面出现缺口或背面附着沾渣等。

1.切割速度

切割速度一般是在速度的上下限内选择较低的值，速度过大、过小都会影响切割质量导致挂渣甚至是切不透。

切割速度过低时，激光能量密度过大，热影响区变大，会导致挂渣增多，切缝宽且粗糙。切割速度过高时激光能量密度小，有可能切不透。

切口垂直度和挂渣高度对速度参数特别敏感，其次是切口宽度和表面粗糙度。

可提高切割速度操作包括：

●提高功率

●改变光束模式

●减小聚焦光斑大小(如采用短焦距透鏡)

2.焦点位置

激光束聚光后光斑大小与透镜较长成正比。光束经短焦长透镜聚焦后光斑尺寸很小，焦点处功率密度很高，对材料切割很有利；但它的不利之外是焦深很短，调节余量很小，一般比较适用于高速切割薄材。对于厚工件，由于长焦长透镜有较宽焦深，只要具有足够功率密度，用来对它切割比较合适。由于焦点处功率密度特别高，在大多数情况下，切割时，焦点位置刚处于工件表面，或稍在工件表面之下。确保焦点与工件相对位置恒定是获得稳定的切割质量的重要条件，有时透镜工作中因冷却不善而受热从而引起焦长变化，这便需及时调整焦点位置。

3.辅助气体

激光切割时会产生很大的热量，如此高的热量集中到一起，会使切割处的材料燃烧，发生氧化反应，而且还容易使被加工件产生变形。所以，需要加入一些辅助气体，常用的一般有氧气、空气、氮气。

辅助气体与激光光束同轴喷处，保护透镜免受污染并吹走切割区底部溶渣，对非金属和部分金属材料，使用压缩空气或惰性气体，清除溶化和蒸发材料，同时抑制切割区过度燃烧。

4.辅助气体气压

激光切割时，气体和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处。从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大，速度要高，以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应，同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。

大多数金属激光切割则使用活性气体（氧气），形成与灼热金属发生氧化放热反应，这部分附加热量可提高切割速度1/3到1/2。

5.激光输出功率

激光功率的大小对切割速度、切缝宽度、切割厚度和切割质量都有相当大的影响，激光切割机所需功率的大小是依据材料的特性和切割的机理而定，理想中的切割速度会使切割面呈现对比平稳的线条，且材料下部不会呈现熔渣。实际操作时，常常设置特别大功率以获得高的切割速度或用以切割较厚的材料。

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