如何控制激光切割机的切割质量

如何控制激光切割机的切割质量

很多企业对使用激光切割机非常关心：如何使用激光切割机加工出高质量的工件?下面我们来谈谈如何控制激光切割机的切割质量。

激光总结了影响切割质量的几个因素：切割速度、焦点位置、辅助气体、激光输出功率和工件特性!我们来一一分析：

1、切割速度对切割质量的影响

对于给定的激光功率密度和材料，切割速度符合经验公式。只要在通过阈值以上，材料的切割速度与激光功率密度成正比，即提高功率密度可以提高切割速度。这里所说的功率密度不仅与激光输出功率有关，还与光束质量模式有关。此外，光束聚焦系统的特性，即聚焦后的光斑大小，对激光切割也有很大影响。

切割速度与被切割材料的密度(比重)和厚度成反比。在其他参数不变的情况下，提高切割速度的因素有：增加功率(在一定范围内，如500~2000W);改进光束模式(例如从高阶模式到低阶模式到TEM00);缩小焦斑尺寸(如用短焦距镜头对焦);切割初始蒸发能量低的材料(如塑料、有机玻璃等);切割低密度材料(如白松等);切割薄材料。

特别是对于金属材料，在其他工艺变量保持不变的情况下，激光切割速度可以有一个相对的调整范围，仍能保持令人满意的切割质量。切割薄金属时，此调整范围比厚件稍宽。有时，切割速度慢也会导致热熔材料的排出，从而侵蚀嘴部表面，使切割表面非常粗糙。

2、焦点位置调整对切割质量的影响

因为激光功率密度对切割速度的影响很大，所以透镜焦距的选择是一个重要的问题。激光束聚焦后，光斑大小与透镜焦距成正比。光束经短焦距透镜聚焦后，光斑尺寸非常小，焦点处的功率密度非常高，非常有利于材料切割;但它的缺点是焦深很短，调整余量小。一般适用于薄材料的高速切削。由于长焦距镜头焦深较宽，因此只要有足够的功率密度，就更适合切割厚工件。

在确定使用哪种焦距镜头后，焦点与工件表面的相对位置对于保证切割质量尤为重要。由于焦点处的高功率密度，在大多数情况下，焦点位置正好在工件表面或略低于表面。在整个切割过程中，保证焦点与工件的相对位置恒定是获得稳定切割质量的重要条件。有时，镜头在操作过程中因散热不良而发热，导致焦距变化，需要及时调整焦距。

当焦点在较好的位置时，狭缝较小，效率较高，较好的切割速度可以获得较好的切割效果。

在大多数应用中，光束焦点被调整到刚好在喷嘴下方。喷嘴与工件表面的距离一般为1.5mm左右。

3、辅助气压对切割质量的影响

材料切割一般需要辅助气体，问题主要涉及辅助气体的种类和压力。通常，辅助气体与激光束同轴喷射，以保护镜片免受污染并吹走切割区域底部的熔渣。空气用于抑制非金属材料的过度燃烧，而空气用于抑制非金属材料的过度燃烧。

对于大多数金属激光切割，使用活性气体(只要 O2)与热金属形成氧化放热反应。这种额外的热量可以将切割速度提高 1 / 3 ~ 1 / 2。

在保证辅助气体的前提下，气体压力是一个非常重要的因素。高速切割薄材料时，需要较高的气压以防止在切口背面粘渣(热渣粘在工件上也会损坏切削刃)。