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激光切割的影響因素與效果衡量
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在激光(guang)加工設備市場中，激光(guang)切(qie)割(ge)是重要(yao)的一項應用(yong)技(ji)術(shu)，2015年我國銷售(shou)激光(guang)切(qie)割(ge)機(ji)(ji)約3000臺，激光(guang)切(qie)割(ge)機(ji)(ji)對剪板機(ji)(ji)、沖床的替代效應已越來(lai)越明顯，繼目前(qian)市場較為普及(ji)的激光(guang)打(da)標(biao)應用(yong)后，預計(ji)高(gao)(gao)切(qie)割(ge)速度、高(gao)(gao)精(jing)度、厚板材及(ji)大切(qie)割(ge)幅面為特征的高(gao)(gao)端大功率激光(guang)切(qie)割(ge)機(ji)(ji)設備市場有較大的增長空間。
激光切割加工的影響因素
在激光切(qie)割加(jia)工中(zhong)，激光器(qi)發出(chu)的激光經切(qie)割頭的準直及聚焦透鏡匯聚為一點（焦點），操作(zuo)人員需確保加(jia)工的激光束(shu)在噴嘴(zui)的正中(zhong)心(xin)，并調整噴嘴(zui)距(ju)板材表面(mian)的距(ju)離（視板厚(hou)而(er)定(ding)），噴嘴(zui)處噴出(chu)高壓(ya)氣體，與(yu)激光束(shu)配(pei)合完成切(qie)割作(zuo)業。其主要影響因素(su)有以下幾方面(mian)：
（1）焦(jiao)點(dian)直徑
直(zhi)(zhi)徑小，切(qie)(qie)口窄，切(qie)(qie)割(ge)厚度小；直(zhi)(zhi)徑大(da)，切(qie)(qie)口寬，切(qie)(qie)割(ge)厚度大(da)。
（2）焦點(dian)位置
決定了工件表面光斑大小(xiao)及(ji)切口形狀；佳的位置(zhi)取決于材料(liao)類(lei)型(xing)及(ji)厚度(du)。
（3）功率
影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)切割板材的厚度；影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)加(jia)工效率及變形量。
（4）切(qie)割速度
需要(yao)與功率、氣體流量等匹(pi)配，過(guo)小會導(dao)致(zhi)切不透或毛刺(ci)的形成。
（5）噴嘴直徑
小直(zhi)徑(jing)，適合(he)于薄板切割(ge)；大(da)直(zhi)徑(jing)，適合(he)厚板切割(ge)。
（6）氣體
氣體(ti)的純度影響(xiang)毛刺(ci)形(xing)成及切割面(mian)氧化情況；氣體(ti)流量，板材越薄(bo)，氣壓要越大(da)。
（7）光束模式(shi)
單模在薄(bo)板切割中效果(guo)佳，多模光(guang)斑較大，能量分布均勻，適用于厚(hou)板切割。
激光切割效果的衡量標準
面(mian)對廣泛的(de)加(jia)工材(cai)料、靈活的(de)加(jia)工形狀，激(ji)光切割(ge)設(she)備能較好地勝(sheng)任復雜的(de)加(jia)工要求，以高(gao)速(su)度(du)、高(gao)精度(du)、高(gao)質量滿足汽車、航空航天、醫(yi)療保健、塑料、電(dian)(dian)氣和電(dian)(dian)子、紡織品等行(xing)業應用需求。對其(qi)切割(ge)效果(guo)的(de)判斷主(zhu)要可從以下幾方面(mian)進行(xing)衡量：
（1）粗糙(cao)度
切(qie)(qie)(qie)割邊(bian)緣(yuan)或(huo)(huo)多或(huo)(huo)少存(cun)在切(qie)(qie)(qie)割留下(xia)的紋路，紋路的深淺決定了切(qie)(qie)(qie)割表(biao)面(mian)(mian)(mian)的粗糙(cao)(cao)度。紋路越淺，說明(ming)粗糙(cao)(cao)度越低，表(biao)面(mian)(mian)(mian)越光(guang)滑。一般(ban)來說，材(cai)料(liao)厚(hou)度越薄，切(qie)(qie)(qie)割表(biao)面(mian)(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度越低；采用氮氣或(huo)(huo)氬(ya)氣切(qie)(qie)(qie)割比氧氣切(qie)(qie)(qie)割表(biao)面(mian)(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度越低。
（2）垂直度
由于切割(ge)光(guang)束是(shi)通過聚焦而來且(qie)光(guang)束存在(zai)發散的(de)(de)特(te)性，這導致(zhi)在(zai)切割(ge)時（尤其是(shi)厚板切割(ge)時），材(cai)料厚度方向不(bu)同深度處的(de)(de)光(guang)斑大小不(bu)一(yi)致(zhi)，從而造成了切割(ge)表面與板材(cai)表面不(bu)能(neng)達(da)到的(de)(de)90°，或是(shi)上表面較(jiao)寬(kuan)或是(shi)下表面較(jiao)寬(kuan)。一(yi)般來說，材(cai)料厚度越(yue)薄，垂直度越(yue)好(hao)；光(guang)束質量(liang)越(yue)好(hao)，垂直度越(yue)好(hao)。此外(wai)也與具(ju)體加工(gong)時光(guang)斑焦點與材(cai)料厚度方向的(de)(de)相對位(wei)置有關。
（3）毛刺
優(you)異的切割，切割邊(bian)緣應無(wu)毛刺，因存在毛刺需要后續處理。這與具體加工過程的工藝參數匹配、材料類型以(yi)及光(guang)束質(zhi)量有關。
（4）變形(xing)量
由于(yu)激光切(qie)(qie)割(ge)本質是熱切(qie)(qie)割(ge)，板(ban)材(cai)不(bu)可(ke)避免(mian)存在變形，優異的(de)切(qie)(qie)割(ge)應盡可(ke)能減小由此帶來的(de)不(bu)利影響。在薄板(ban)切(qie)(qie)割(ge)中需特(te)別注意。一般(ban)來說，切(qie)(qie)割(ge)速度越(yue)(yue)快、割(ge)縫越(yue)(yue)窄(zhai)、氣體流量越(yue)(yue)大，變形量越(yue)(yue)小。
激光切割加工的影響因素
在激光切(qie)割加(jia)工中(zhong)，激光器(qi)發出(chu)的激光經切(qie)割頭的準直及聚焦透鏡匯聚為一點（焦點），操作(zuo)人員需確保加(jia)工的激光束(shu)在噴嘴(zui)的正中(zhong)心(xin)，并調整噴嘴(zui)距(ju)板材表面(mian)的距(ju)離（視板厚(hou)而(er)定(ding)），噴嘴(zui)處噴出(chu)高壓(ya)氣體，與(yu)激光束(shu)配(pei)合完成切(qie)割作(zuo)業。其主要影響因素(su)有以下幾方面(mian)：
（1）焦(jiao)點(dian)直徑
直(zhi)(zhi)徑小，切(qie)(qie)口窄，切(qie)(qie)割(ge)厚度小；直(zhi)(zhi)徑大(da)，切(qie)(qie)口寬，切(qie)(qie)割(ge)厚度大(da)。
（2）焦點(dian)位置
決定了工件表面光斑大小(xiao)及(ji)切口形狀；佳的位置(zhi)取決于材料(liao)類(lei)型(xing)及(ji)厚度(du)。
（3）功率
影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)切割板材的厚度；影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)加(jia)工效率及變形量。
（4）切(qie)割速度
需要(yao)與功率、氣體流量等匹(pi)配，過(guo)小會導(dao)致(zhi)切不透或毛刺(ci)的形成。
（5）噴嘴直徑
小直(zhi)徑(jing)，適合(he)于薄板切割(ge)；大(da)直(zhi)徑(jing)，適合(he)厚板切割(ge)。
（6）氣體
氣體(ti)的純度影響(xiang)毛刺(ci)形(xing)成及切割面(mian)氧化情況；氣體(ti)流量，板材越薄(bo)，氣壓要越大(da)。
（7）光束模式(shi)
單模在薄(bo)板切割中效果(guo)佳，多模光(guang)斑較大，能量分布均勻，適用于厚(hou)板切割。
激光切割效果的衡量標準
面(mian)對廣泛的(de)加(jia)工材(cai)料、靈活的(de)加(jia)工形狀，激(ji)光切割(ge)設(she)備能較好地勝(sheng)任復雜的(de)加(jia)工要求，以高(gao)速(su)度(du)、高(gao)精度(du)、高(gao)質量滿足汽車、航空航天、醫(yi)療保健、塑料、電(dian)(dian)氣和電(dian)(dian)子、紡織品等行(xing)業應用需求。對其(qi)切割(ge)效果(guo)的(de)判斷主(zhu)要可從以下幾方面(mian)進行(xing)衡量：
（1）粗糙(cao)度
切(qie)(qie)(qie)割邊(bian)緣(yuan)或(huo)(huo)多或(huo)(huo)少存(cun)在切(qie)(qie)(qie)割留下(xia)的紋路，紋路的深淺決定了切(qie)(qie)(qie)割表(biao)面(mian)(mian)(mian)的粗糙(cao)(cao)度。紋路越淺，說明(ming)粗糙(cao)(cao)度越低，表(biao)面(mian)(mian)(mian)越光(guang)滑。一般(ban)來說，材(cai)料(liao)厚(hou)度越薄，切(qie)(qie)(qie)割表(biao)面(mian)(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度越低；采用氮氣或(huo)(huo)氬(ya)氣切(qie)(qie)(qie)割比氧氣切(qie)(qie)(qie)割表(biao)面(mian)(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度越低。
（2）垂直度
由于切割(ge)光(guang)束是(shi)通過聚焦而來且(qie)光(guang)束存在(zai)發散的(de)(de)特(te)性，這導致(zhi)在(zai)切割(ge)時（尤其是(shi)厚板切割(ge)時），材(cai)料厚度方向不(bu)同深度處的(de)(de)光(guang)斑大小不(bu)一(yi)致(zhi)，從而造成了切割(ge)表面與板材(cai)表面不(bu)能(neng)達(da)到的(de)(de)90°，或是(shi)上表面較(jiao)寬(kuan)或是(shi)下表面較(jiao)寬(kuan)。一(yi)般來說，材(cai)料厚度越(yue)薄，垂直度越(yue)好(hao)；光(guang)束質量(liang)越(yue)好(hao)，垂直度越(yue)好(hao)。此外(wai)也與具(ju)體加工(gong)時光(guang)斑焦點與材(cai)料厚度方向的(de)(de)相對位(wei)置有關。
（3）毛刺
優(you)異的切割，切割邊(bian)緣應無(wu)毛刺，因存在毛刺需要后續處理。這與具體加工過程的工藝參數匹配、材料類型以(yi)及光(guang)束質(zhi)量有關。
（4）變形(xing)量
由于(yu)激光切(qie)(qie)割(ge)本質是熱切(qie)(qie)割(ge)，板(ban)材(cai)不(bu)可(ke)避免(mian)存在變形，優異的(de)切(qie)(qie)割(ge)應盡可(ke)能減小由此帶來的(de)不(bu)利影響。在薄板(ban)切(qie)(qie)割(ge)中需特(te)別注意。一般(ban)來說，切(qie)(qie)割(ge)速度越(yue)(yue)快、割(ge)縫越(yue)(yue)窄(zhai)、氣體流量越(yue)(yue)大，變形量越(yue)(yue)小。