淺談雷射切割不鏽鋼厚板的工藝調試

2020-11-22 騰訊網

背景分析

隨著經濟的日益發展，人們對生活品質的追求越來越高，和大家生活息息相關的不鏽鋼的使用量也大幅提高。如今雷射切割不鏽鋼厚板工藝越來越成熟，將逐步取代傳統切割工藝方式。

敲（漲）黑（知）板（識）

要想切出高質量的厚板不鏽鋼，

需要對切割工藝要素進行充分了解。

切割工藝要素

01

噴嘴選型

噴嘴直徑大小決定了進入切口的氣流形狀、氣體擴散面積、氣體流速，從而影響了熔融物去除、切割的穩定情況。進入切口的氣流量大、速度快、工件在氣流中的位置恰當，噴射去除熔融物的能力越強。固定流量下，不同噴嘴尺寸，監控氣壓不鏽鋼越厚，噴嘴的選用應越大，比例閥設置越大，增大流量，才能確保壓力，切割出正常斷面效果。

02

輔助氣體選擇和氣體純度

不鏽鋼雷射切割加工中經常會用到各種輔助氣體，例如氧氣、氮氣、空氣等，使用不同的氣體類型，切割斷面的效果不同。氧氣是黑色斷面，空氣為淡黃色，氮氣可保持不鏽鋼原色不被氧化。不鏽鋼切割以氮氣為首選輔助氣體。

根據華俄雷射在雷射行業多年的技術探索和積累，

建議氧氣和氮氣純度：

【氧氣】

優點：切割速度高，能切割厚板料

純度建議：≥99.999%

【氮氣】

優點：避免切割邊的氧化,工件因此不需再重新加工

純度建議：≥99.995%

氮氣流量與噴嘴直徑，氣體壓力的測試數據圖表

縱坐標為氣體流量測試數值，橫坐標為調整設置不同氣體壓力變化，不同顏色表示的是不同噴嘴直徑的測試條件。從上表圖形可以看出，流量是由設置氣體壓力和噴嘴直徑決定的，並是線性正相關性。

03

焦斑位置

為保證切割效果，及保護噴嘴不受損傷，在切割加工前還需要做同軸測試，確保噴嘴與雷射器輸出光束同軸。測試方法：將透明膠帶紙貼至噴嘴出口端面上，調整雷射輸出功率進行打孔，觀察透明膠帶紙上是否有中心孔及中心孔的位置，同步調節鏡腔手柄上的調整螺釘，直至雷射在透明膠帶紙上打出的孔與噴嘴中心重合。

焦點不一樣，所能切割的厚度、材質、品質也不一樣，切割不同的材質和厚度，都需要調節成不同的焦點。切割前，測量出實際零焦點，以零焦點為基準才能夠進行切割工藝參數的測試和分析，不鏽鋼切割以負離焦為主要工藝選擇方向。

04

雷射頻率調整，以及佔空比對切割質量的影響

頻率變化對不鏽鋼厚板切割的影響：

頻率從500－200Hz範圍減小，切割斷面效果變細膩，分層慢慢改善。頻率設置到100Hz時，無法切割，反藍光。通過頻率的改變，找出最佳頻率範圍。為確保最佳切割斷面，必須保證脈衝次數與單脈衝能量完美匹配。

佔空比變化對不鏽鋼厚板切割的影響：

佔空比53％是臨界值，繼續降低佔空比，下表面出現未切透痕跡，佔空比增大到60％，斷面變粗糙，分層明顯，切割表面發黃。

超高功率雷射器切割厚不鏽鋼效果示例圖

總結：

精工出細活，總體來說，噴嘴高度，工具機運動參數，運動加速度,運行速度，材料材質等對切割結果的影響也需要進行逐項測試和分析，需要雷射工藝調試技術等有志人士積極努力地為雷射切割工藝的提升做出貢獻。當雷射切割能力達到130毫米甚至更高，應用的行業領域也將進一步擴大。

（註：以上信息和圖片部分來源於網絡，僅供參考。）

來源：華俄雷射

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