激光切割工藝參數的確定

激光切割工作原理

激光切割加工是用不可見的光束代替了傳統的機械刀，具有精度高，切割快速，不局限於切割圖案限制，自動排版節省材料，切口平滑，加工成本低等特點，將逐漸改進或取代於傳統的金屬切割工藝設備。激光刀頭的機械部分與工件無接觸，在工作中不會對工件表面造成劃傷；激光切割速度快，切口光滑平整，一般無需後續加工；切割熱影響區小，板材變形小，切縫（0.1mm~0.3mm）；切口沒有機械應力，無剪切毛刺；加工精度高，重複性好，不損傷材料表面；數控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經濟省時。

激光器切割設備的組成

激光器切割設備主要由激光器、導光系統、數控運動系統、自動調高切割頭、工作平台和吹高壓氣體等系統組成。許多參數會影響激光切割過程，其中一些取決於激光器和機床的技術性能，而另一些參數是變化的。激光切割的主要參數有：

激光切割的主要參數

1

光束模式

基模，也稱高斯模，是切割最理想的模式，主要出現在功率小於1kW的小功率激光器。多模，是高階模的混合，在相同功率下多模的聚焦性差，切割能力低，單模激光的切割能力和切割質量優於多模。

2

激光功率

激光切割所需要的激光功率主要取決於切割材料、材料厚度和切割速度要求。激光功率對切割厚度、切割速度、切口寬度等有很大影響。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口寬度也有所加大。

3

焦點位置

焦點位置對切口寬度影響較大。一般選擇焦點位於材料表面下方約1/3扳厚處切割深度最大，且口寬度最小。

4

焦矩

切割較厚鋼板時，應採用焦矩較長的光束，以獲得垂直度良好的切割面。焦點深度大，光斑直徑也增大，功率密度隨之減小，是切割速度降低。要保持一定的切割速度需要增大激光功率。切割薄板宜採用焦距較小的光束，這樣光斑直徑小，功率密度大，切割速度快。

5

輔助氣體

切割低碳鋼多採用氧氣作切割氣體，以利用鐵-氧燃燒反應熱促進切割過程，而且切割速度快，切口質量好，可以獲得無掛渣的切口。其壓力增大，動能增加，排渣能力增強；切割氣壓的大小根據材料、板厚、切割速度和切割表面質量因素確定。

6

噴嘴結構

噴嘴的結構形狀和出光口尺寸大小，也影響激光切割質量和效率，不同的切割要求選用不同的噴嘴。常用的噴嘴形狀有：圓柱形、錐形、所方形等形狀。激光切割一般採用同軸（氣流與光軸同心）吹氣方式，如氣流與光軸不同軸，那麼在切割時易產生大量的飛濺。為保證切割過程的穩定性，通常要控制噴嘴端面與工件表面的距離，一般為0.5～2.0mm，以便切割順利進行。

來源：魯網資訊，激光製造網整理

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