激光切割工艺本文章共4286字，分 3 页，当前第1 页，快速翻页：123激光切割工艺激光切割的工艺参数（1）光束横模① 基模又称为高斯模，是切割最理想的模式，主要出现在功率小于1kW的激光器② 低阶模与基模比较接近，主要出现在1〜2kW的中功率激光器③ 多模是高阶模的混合，出现在功率大于3kW的激光器goow多模500W多模 300W多摸_| I—一 一 1 计二 L100 200 300 400切割速度与横模及板厚的关系切割速度/cm-min 1切割速度与横模及板厚的关系见图1由图可以看出，300W的单模激光和500W的多模有同等的切割能力但是 聚焦性差，切割能力低，单模激光的切割能力优于多模常用材料的单模激光切割工艺参数见表1，多模激光切 数见表2表 1 常用材料的单模激光切割工艺参数材料厚度/mm辅助气体切割速度/cmminT切缝宽度/mm功率/W低碳钢3.0O2600.2250不锈钢1.0O21500.1钛合金40.0O2503.5钛合金10.0O22801.5有机透明玻璃10.0N2氧化铝 1.0O23000.1聚酯地毯10.0N22600.5 棉织品（多层） 15.0N2900.5纸板0.5N23000.4波纹纸板8.0N23000.4石英玻璃1.9O260聚丙烯 5.5N2700.5聚苯乙烯3.2N24200.4硬质聚氯乙烯7.0N21200.5纤维增强塑料3.0N2600.3 木材（胶合板） 18.0N2200.7低碳钢1.0N25003.0N21506.0N2501.2O26000.152.0O24000.153.0O22500.2不锈钢1.0O23003.0O2120胶合板18.0N2350表 2 常用材料的多模激光切割工艺参数 材料板厚/mm切割速度/cmmin-1切缝宽度/mm功率/kW铝12230115碳钢6230115304 不锈钢4.6130220硼/环氧复合材料8165115纤维/环氧复合材料0.620胶合板25.41501.58有机玻璃25.41501.58玻璃9.4150120混凝土38568（2）激光功率激光切割所需要的激光功率主要取决于切割类型以及被切割材料的性质。
汽化切割所需要的激光功率最大，熔化切 氧气切割最小激光功率对切割厚度、切割速度和切口宽度等有很大影响一般激光功率增大，所能切割材料的 加，切割速度加快，切口宽度也有所加大激光功率与板厚和切割速度的关系见图2激光功率对切口宽度的影响见图3a)o PVCffi 料 •木材*有机玻璃EUI 僉 MS弩矗 E120 240 360 480切割速度Am^min-1激光功率与板厚和切割速度的类系图28I ■-O低碳钢黒度4mm切割速度】SOcn/mm 氧气压力♦ 70kPa■ 140kPaL I 」1500 1 600 1 700 1 戲激光功:爲:九3）焦点位置（离焦量） 离焦量对切口宽度和切割深度影响较大离焦量对切口宽度的影响见图4一般选择焦点位于材料表面下方的约处，切割深度最大，切口宽度最小采用激光功率为2.3kW、切割不同厚度钢板时，离焦量对切割质量的影响见切割連度:L5m/min 辅助气体O功率230kW.功 $L75kW 严功率】OOkW焦点位a/7mm离焦量对切口宽度的影响Is丄 上—一丄 一丄 丄 i …L… L L7T-2T0 12 孑 45焦点位4）焦点深度 切割较厚钢板时，应采用焦点深度大的光束，以获得垂直度较好的切割面。
但焦点深度大，光斑直径也增大， 之减小，使切割速度降低若要保持一定的切割速度，则需要增大激光的功率；切割薄板宜采用较小的焦点深 斑直径小，功率密度高，切割速度加快5）切割速度 切割速度直接影响切口宽度和切口表面粗糙度不同材料的板厚，不同的切割气体压力，切割速度有一个最佳值 佳值约为最大切割速度的80％切割速度与材料板厚的关系见图6，图中的上、下曲线分别表示能够切透材料的最大和最小切割速度切割速度 度的影响见图 7切割速度对切口表面粗糙度的影响见图8不完全切割区s§质量满意切割区过烧切割区材料板厚1.6141.24mm低碳钢 /功率L5kW 2氧气压力007MPa1.00.6 L 00.8120 240 360切割速度/cm-min_,图7 切割速度对切口宽度的影响*1一切口顶面彳2—切口底边越图S 切割速度对切口表面粗糙度的幣响（6）辅助气体的种类和压力切割低碳钢较多采用02作辅助气体，以利用铁-氧燃烧反应热促进切割过程，而且切割速度快，切口质量好，可 挂渣的切口切割不锈钢时，常使用 O2 N2 混合气体或双层气流单用 O2 在切口底边会发生挂渣氧气纯度对切割速度有一定的影响，研究表明，氧气纯度降低2%，切割速度就会降低本文章更多内容：1 - 2 - 3 - 下一页>>本文章共4286字，分3页，当前第2页，快速翻页：12350%。
氧气纯度对切割速度的影响见图97550图9氧气觀爲鬲姓餓碳钢 -高合金钢气体压力增大，动量增加，排渣能力增强，因此可以使无挂渣的切割速度增加但压力过大，切割面反而会粗 气切割时，氧气压力对切割速度的影响见图1080氧气压力/ kPa
聚焦光束光束图修焦点位置离基准面的距离图H 利用楔形丙烯块检测備点位置的方法2）穿孔操作要点 实际切割加工时，有的零件需从板材的内部开始切割，这就要先在板材上打孔一种方法是采用连续激光，在薄板 可以用正常的辅助气体压力，光束照射0.2〜Is就能贯穿工件，然后即可转入切割当工件厚度较大（如板厚 时，采用正常的气体压力穿孔，在工件表面上会形成尺寸比较大的熔坑不但影响切割质量，而且熔融物质溅出 透镜或喷嘴此时宜适当增大辅助气体的压力，同时略微增大喷嘴的孔径和喷嘴与工件的距离这种方法的缺点 量增加并使切割速度降低另一种方法是采用脉冲激光穿孔，贯穿工件后再转为连续激光进行切割用这种方法 个脉冲的能量要高，而脉冲间隔时间宜稍长一些，这样可获得质量较好的穿孔，但脉冲穿孔所花的时间稍多些（3）防止工件锐角转折处的烧熔用连续激光切割带有锐角的零件时，如切割参数匹配或操作不当，在锐角的转折处很容易发生自烧熔现象，不能 处的尖角这不仅使该部位的质量变差，而且还会影响随后的切割解决这一问题的办法是选择适宜的切割参数 脉冲激光切割时不存在锐角转折处的烧熔问题激光切割的质量（1）零件的尺寸精度激光切割的热变形很小，切割零件的尺寸精度主要取决于切割设备（包括驱动式工作平台）的机械精度和控制在脉冲激光切割中，采用高精度的切割设备和控制技术，尺寸精度可达到微米级°C02脉冲激光切割3mm厚的高 寸偏差小于50 “m。
2）切口质量激光切割的切口质量主要包括切口宽度、切割面的倾斜角和切割面粗糙度等切口质量要素如图12所示倾斜角0粘渣(HAZ)V切口宽度图12 切口质量要素示意填影响区1）切口宽度激光切割金属材料时，切口宽度同光束模式和聚焦后光斑直径有很大的关系根据光束模式和焦距,C02激光束 光斑直径一般在0.15〜0.3mm之间切割低碳钢薄板时，在适当加快切割速度的情况下，由于焦点设在工件的表面，切口宽度大致上等于光斑直径板厚的增加，切割速度也下降，就形成上宽下窄的楔形切口［见图12 （a）］,而且上部的切口宽度通常也大于:CO2 激光切割碳素钢时，切口宽度一般约为 0.2〜0.3mm2）切割面的倾斜角（8 ）激光切割厚板时，通常切口呈上宽下窄的楔形切口，有时切口下缘也出现倒V形［见图12 （b）］切割面的倾斜角8与切割方向有关CO2连续激光切割八边形碳素钢试件（见图本文章更多内容：＜＜上一页 - 1 - 2 - 3 - 下一页＞＞本文章共4286字，分3页，当前第3页，快速翻页：12313）时切割面的倾斜角实测值见表 4BCE图13 CQ连续激光切割八边形碳素钢试件 （厚19mm低碳曹h A. C. D.玖戊肿兀尸指 切割噸序*方向和测定位Sb切割速it 65e^/inu＞）表4 CO2连续激光切割八边形碳素钢试件切割面的倾斜角实测值切割方向及测定位置ABCFGH第 1 次测定值/（°）11100000第 2 次测定值/（°）11001111平均值/（°）110.500.50.50.5 注：1.激光器：C02连续激光，单模式，额定输出功率2000W。
2. 切割速度为 65cm/min由表4可见，无论哪一个切割方向，切割面的倾斜角0都在0°〜1°之间，基本上看不出明显的倾斜CO2 激 锈钢时，为避免粘渣，焦点位置通常设在钢板表面以下部位，因此倾斜角0比切割碳素钢时略大，而且即使切 薄板时也经常出现倾斜的切割面切口下缘倒V形塌角量厶F,在激光照射功率密度P0=3X106W/cm2的条件下，其值大致为△F"(10〜25) t (1)。