高功率激光器切割工艺应用解析

时间：2023-12-06 来源：钢格板百科

目前，随着激光技术的持续不断的发展，连续激光器功率的不断的提高，激光加工市场正在不断成熟扩大，激光技术慢慢的变多地出现在“寻常百姓家”，如今慢慢的变多的公司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，激光器的功率已能达到了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，速度也有大幅度提高。与传统加工相比，激光由于其高效率、清洁性、灵活性，得到慢慢的变多的青睐。

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，大范围的应用于轨道交通、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，利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，板材过薄或过厚都没办法实现切割亮面。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，能够直接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，我们大家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。