早在20世纪70年代，激光就被首次用于切割。当聚焦的激光束照到工件上时，照射区域会急剧升温以使材料熔化或者气化。一旦激光束穿透工件，切割过程就开始了：激光束沿着轮廓线移动，同时将材料熔化。而这，就是激光切割！

激光切割技术工艺参数

激光切割技术想必大家都不陌生，激光切割技术是一种利用高能量密度的激光束对材料进行精确切割的加工方法，广泛应用于金属和非金属材料的加工领域，最常见的激光切割设备比如激光切割机等。

激光切割的主要工艺参数有切割用激光功率、切割速度、切割厚度和气体流量等。其他因素，如激光光束质量、透镜焦距、离焦量和喷嘴等对于激光切割也有很大影响。

一、激光功率

激光功率是激光切割机最重要的参数之一，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。

对于材料性质而言，如果材料的表面反射率高，那么激光在照射到材料表面时，会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，为了确保足够的能量用于切割，就需要提高激光的功率。同样地，如果材料的导热性好，那么激光照射产生的热量会迅速在材料内部传导，导致切割区域的温度难以升高到足以切割的程度。此时，也需要增加激光的功率来提高切割效率。此外，切割熔点高的材料也需要较大的激光功率和功率密度。因为熔点高的材料需要更多的能量才能使其熔化或汽化，从而达到切割的目的。

二、切割速度

在一定功率条件下，当板厚增加时，激光束需要穿透更深的材料层才能完成切割。研究表明，切割速度与切口表面粗糙度之间的关系并非简单的线性关系，而是呈现出U形变化的趋势。这意味着对于不同板厚的材料和不同的切割气体压力条件，存在一个最佳的切割速度点。在此速度下进行切割时，切口表面的粗糙度值能够达到最小，即切口最为平滑。一般来说，切割速度越快，所需功率越大。

切割速度是指激光切割机每分钟可以切割的长度，速度越快，效率越高。激光切割机切割速度与材料的种类、厚度、硬度等有关，同时也受到激光功率和光斑直径等影响。

三、切割厚度

切割厚度是指激光切割机可以切割材料的厚度。影响切割厚度的因素‌包括：

设备功率‌：设备的功率越高，能够切割的厚度通常也越大。

材料类型‌：不同材料的硬度、密度和韧性不同，影响切割厚度。

切割技术‌：不同的切割技术（如激光、水刀、等离子）有不同的最大切割厚度。

切割工艺参数‌：如切割速度、气体压力等也会影响切割厚度。

四、气体压力

在熔化切割过程中，激光束将材料加热至熔化温度，此时喷吹的气体起到将液态金属吹走的作用，从而形成切口。气体压力必须足够大，才能有效地清除熔化的金属，确保切割的连续性和切口的清晰度。气体流量与喷嘴形式也有关系，不同的喷嘴形式对气体的分布和流动特性有不同的影响，因此适用的气体流量也会有所不同。在选择喷嘴和设定气体流量时，需要根据具体的切割需求和材料特性来进行匹配和优化。

五、光束

激光器输出的光束模式对切割效果至关重要。实验研究表明，非氧助切割时切口宽度与激光光斑直径几乎相等。光斑大小与聚焦透镜的焦距成正比，即焦距越长，光斑越大；焦距越短，光斑越小。然而，短焦距透镜虽然能够获得较小的光斑，但其焦深也相应减小。焦深越小，意味着对工件表面到透镜的距离要求也越严格。离焦量对切割速度和切割深度影响较大，切割过程中必须保持不变，一般离焦量选用负值，即焦点位置置于切割板面下面某一点。

六、喷嘴

喷嘴是影响激光切割质量和效率的一个重要部件。激光切割一般采用同轴(气流与光轴同心)喷嘴，喷嘴出口直径大小应依据切割材料厚度加以选择。另外，喷嘴到工件表面的距离对切割质量也有较大影响，为了保证切割过程稳定，这个距离必须保持不变。

激光切割品质评判标准

激光在金属材料的切割应用已经广为人知，但不少人在运用激光切割机时，却并知道应该如何评判加工品质的优劣。实际上切割质量通常从端面粗糙度、底部毛刺、割缝宽度等角度评判。

一、端面粗糙度

激光在切割材料时，受气流和进给速度影响，端面会形成垂直（或倾斜）的纹路，纹路越深则表示端面越粗糙，纹路越浅则表示端面越光滑。粗糙度不仅影响边缘外观，还影响摩擦特性，因此粗糙度越低，意味着切割质量越高。通过调节激光功率、进给速度、焦距、辅助气体类型及气压等参数，可以不断优化端面粗糙度。

二、底部毛刺

激光切割金属的原理是通过激光的高能量使金属瞬间汽化，并通过辅助气体吹走工件表面的熔渣。但在实际加工过程中，材料厚度、气压不足、进给速度不匹配等因素，会导致部分熔渣冷却后形成毛刺，挂在工件底部。这时需要额外进行去毛刺工作，耗费额外工时，工件底部的毛刺和挂渣是切割质量非常重要的评判标准。

三、割缝宽度

割缝宽度是加工精度的体现，通常不影响切割质量，仅在工件内部需要形成特别精密的轮廓、图案时，割缝宽度才会成为重要的指标。割缝宽度决定了轮廓的最小内径，割缝宽度越小，则能够加工越精密的轮廓、孔径越小的孔，这也是激光切割取代等离子切割的重要优势之一。

激光切割技术应用改进策略

在实际的激光切割技术应用中，提升切割效率、改进切割质量、降低切割成本是我们经常需要考虑的事情之一。提升激光切割技术以提高生产效率、切割质量和降低成本，可以从以下几个方面着手：

1、随着激光技术的进步，使用更高功率的激光器可以显著提升切割速度，同时减少热影响区和材料变形，使得切割更加高效且质量更佳，尤其适用于较厚材料的切割。

2、合理调整激光功率、切割速度、辅助气体类型和压力、喷嘴与材料的距离等参数，依据具体材料和切割需求进行精细化设置，通过多次试验找到最优参数组合，可以提高切割效率和质量。

3、通过自动调焦系统，根据材料厚度和类型自动调整激光焦点位置，确保切割精度。

4、减少非切割时间，通过快速移动切割头到下一个切割起点，提高整体作业效率。

5、自动检测材料边缘和倾斜角度，自动调整切割路径，减少材料浪费和预处理时间。

6、利用套料软件进行模拟切割，规划最简洁的切割路径，减少空行程，提高材料利用率和切割速度。

7、定期对激光切割机进行维护和保养，如更换易损件、清洁光学元件、校准设备等，可以确保设备长期稳定运行，维持最佳切割性能。

8、保持激光切割机的工作环境清洁、温度适宜、湿度适中，避免灰尘和湿度过高对设备和切割效果的影响。

9、采用更先进的控制系统和软件，提升控制精度和响应速度，支持更复杂的切割任务。

10、持续关注激光技术的新进展，如更高效的激光源、更先进的光学系统、智能化软件算法等，以不断提升切割能力。

转自：闪鳄激光

注：文章版权归原作者所有，本文内容、图片、视频来自网络，仅供交流学习之用，如涉及版权等问题，请您告知，我们将及时处理。