天博综合APP官方下载高功率激光器切割工艺应用解析

　　目前，随着激光技术的不断发展，连续激光器功率的不断提升，激光加工市场正在不断成熟扩大，激光技术越来越多地出现在“寻常百姓家”，如今越来越多的企业开始使用高功率连续激光器进行生产。以往4kW、6kW便可以定义为高功率激光器，现在，激光器的功率已经可以达到了12kW、15kW甚至更高，实现大幅度的技术突破，为板材加工市场带来又一次的技术突破。

　　使用高功率激光器切割钣金，不仅拥有可以媲美传统加工行业的切割厚度，在使用氧气切割碳钢时，亮面厚度得提升的同时，速度更快、锥度更小。切割不锈钢中薄板时，使用高功率激光加工气压更小，速度也有大幅提高。与传统加工相比，激光由于其高效率、清洁性、灵活性，得到越来越多的青睐。

　　碳钢作为生活中一种常见的材料，凭借自身强度高、耐磨性好、工艺性能优良等特性，广泛应用于轨道交通、建筑、桥梁、工程机械电气制造、车辆等行业。在金属加工中，激光切割碳钢更是占据着十分重要的地位；通常在进行铁板、低碳钢等板材加工时，因其含碳量较低，燃点低于熔点，常用氧气进行切割，在低功率激光器切割中，常用氧气作为辅助气体进行助燃，切割激光器功率本身不足以切割的厚度；在高功率激光器切割中，氧气作为辅助气体，通过使用不同功率配合不同厚度板材切割，以获取光滑平整的切割断面；在高功率激光切割中，亮面切割技术是一种能将碳钢板材切割断面切至光亮的工艺，提高了切割效率，减小了工件锥度；但目前来说，板材过薄或过厚都无法实现切割亮面。由下图可见，使用高功率激光切割16mm-30mm厚度的板材效果良好。

　　传统降功率大喷嘴切割工艺双边锥度 0.4mm~1mm 万瓦满功率小喷嘴切割双边锥度≤ 0.2mm

　　目前市面上，切割各类板材超厚厚度，一般依赖于等离子切割、线切割、水刀切割等传统切割方法；而高功率激光器的问世，逐步实现了各类超厚板材的切割可能性，切割厚度从以往的25mm瓶颈，逐渐突破到40mm、60mm、80mm甚至更多；但就目前来说，在切割大于60mm厚度的材料上，穿孔和稳定切割，以及锥度大小的控制，是需要进一步攻克的问题。

　　在使用较低激光功率进行氧气碳钢切割时，以往通常建议客户不要切割小于板材厚度的圆孔，通常建议等于板材厚度甚至是板材厚度的1.5倍，难以满足更高精度更多样化的需求；在高功率激光切割中，随着切割、穿孔效率的提升，辅以合适的喷嘴，可以进行厚板小孔的加工，为多样化需求提供支持。并且，经过大量实践操作后，我们可以得出在使用高功率激光切割的前提下，无论使用氮气还是氧气切割，无论是碳钢还是不锈钢，效率都得到了大幅提升。

　　通常，影响切割质量的重要工艺参量有切割速度、激光功率、辅助气体、焦点位置、喷嘴特性及材料材质性能等。可见影响激光切割加工因素很多，如果控制不当或参量把握不准，其切割精度和切割质量将会受到很大的影响。

　　（1）氧气碳钢高功率小喷嘴高速亮面切割时，板材上层条纹及下层拖曳线均过于粗糙

　　【1】更换喷嘴：更换小口径合适喷嘴，举例16mm碳钢亮面切割使用1.4D喷嘴，20mm碳钢亮面切割使用1.6D喷嘴等；

　　【2】减小切割气压：减少气压改善切割断面质量，一般亮面切割气压需求在0.6~0.8Bar之间；

　　【1】更换喷嘴：若要达到断面上下全亮，考虑更换小一号口径喷嘴，例如1.6D更换为1.4D；

　　【2】增加气压：适当增加进给气压，可尝试最多增加至1Bar左右，观察情况；

　　【1】能量过于集中：在速度无法得到提升的情况下，激光器能量过于集中，与材料间反应过于剧烈；

　　【1】调整频率占空比：保证峰值功率不变的情况下，适当降低频率和占空比，举例50mm不锈钢切割时，速度无法增加的情况下，考虑将频率调整至200HZ左右，占空比在55~65%之前，可得到较好切割效果；

　　相较于一般的中小功率激光器而言，高功率激光切割因其功率高，可以切割的厚度的板材和处理的工件更多，应用范围更加广泛，所以可以广泛应用在钢铁、冶金、工业制造、船舶、航空航天、铁路等大型工程建设中。随着激光技术的不断发展，光束质量的提高，相信未来激光切割能在更大的厚度上一展拳脚。

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