一、激光切割機各部分的作用分析：

激光切割機的誕生給了我們工業的發展得到空前的提升，假如沒有激光切割機，我們生活中很多復雜的時尚產品將會怎么樣？我們國民經濟又會怎么樣？一切無法想象！既然激光切割機給我們經濟、生活帶來如此大的作用，關于激光切割機各個部分的重要作用，就是因為有一下的作用才能完成那高科技的產物。

1)機床主機部分：激光切割機機床部分，實現X、Y、Z軸的運動的機械部分，包括切割工作平臺。用于安放被切割工件，并能按照控制程序正確而精準的進行移動，通常由伺服電機驅動。

2)激光發生器：產生激光光源的裝置。

3)外光路：折射反射鏡，用于將激光導向所需要的方向。為使光束通路不發生故障，所有反射鏡都要保護罩加以保護，并通入潔凈的正壓保護氣體以保護鏡片不受污染。

4)數控系統：控制機床實現X、Y、Z軸的運動，同時也控制激光器的輸出功率。

5)穩壓電源：連接在激光器，數控機床與電力供應系統之間。主要起防止外電網干擾的作用。

6)切割頭：主要包括腔體、聚焦透鏡座、聚焦鏡、電容式傳感器和輔助氣體噴嘴等零件。切割頭驅動裝置用于按照程序驅動切割頭沿Z軸方向運動，由伺服電機和絲桿或齒輪等傳動件組成。

7)操作臺：用于控制整個切割裝置的工作過程。

8)冷水機組：用于冷卻激光發生器。激光器是利用電能轉換成光能的裝置，如CO2氣體激光器的轉換率一般為20%，剩余的能量就變換成熱量。冷卻水把多余的熱量帶走以保持激光發生器的正常工作。冷水機組還對機床外光路反射鏡和聚焦鏡進行冷卻，以保證穩定的光束傳輸質量，并有效防止鏡片溫度過高而導致變形或炸裂。

9)氣瓶：包括激光切割機工作介質氣瓶和輔助氣瓶，用于補充激光震蕩的工業氣體和供給切割頭用輔助氣體。

10)空壓機、儲氣罐：提供和存儲壓縮空氣。

11)空氣冷卻干燥機、過濾器：用于向激光發生器和光束通路供給潔凈的干燥空氣，以保持通路和反射鏡的正常工作。

12)抽風除塵機：抽出加工時產生的煙塵和粉塵，并進行過濾處理，使廢氣排放符合環境保護標準。

13)排渣機：排除加工時產生的邊角余料和廢料等。

總和以上的分析，激光切割機的作用給社會的發展帶來無可估量的財富，解決我們日常生活中的精、細、美苛刻的要求，帶我們帶來無限的創意產物。[1]

二、可加工材料

不銹鋼、碳鋼、合金鋼、硅鋼、彈簧鋼、鋁、鋁合金、鍍鋅板、鍍鋁鋅版、酸洗板、銅、銀、金、鈦等金屬板材及管材切割。

激光切割機材料分析：隨著激光切割技術的發展，激光切割運用的領域也越來越廣泛，適用的材料也越來越多。但是不同的材料具有不同的特性，所以在使用激光切割時需要注意的事項也不同。方圓激光從事激光切割行業6年，經過長時間的不斷實踐總結出了針對不同材料使用激光切割時的注意事項。

結構鋼：該材料用氧氣切割時會得到較好的結果。當用氧氣作為加工氣體時，切割邊緣會輕微氧化。對于厚度達4mm的板材，可以用氮氣作為加工氣體進行高壓切割。這種情況下，切割邊緣不會被氧化。厚度在10mm以上的板材，對激光器使用特殊極板并且在加工中給工件表面涂油可以得到較好的效果。

不銹鋼：切割不銹鋼需要：使用氧氣，在邊緣氧化不要緊的情況下；使用氮氣以得到無氧化無毛刺的邊緣，就不需要再作處理了。在板材表面涂層油膜會得到更好的穿孔效果，而不降低加工質量。

鋁：盡管有高反射率和熱傳導性，厚度6mm以下的鋁材可以切割，這取決于合金類型和激光器能力。當用氧切割時，切割表面粗糙而堅硬。用氮氣時，切割表面平滑。純鋁因為其高純非常難切割，只有在系統上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割鋁材。否則反射會毀壞光學組件。

鈦：鈦板材用氬氣和氮氣作為加工氣體來切割。其它參數可以參考鎳鉻鋼。

銅和黃銅：兩種材料都具有高反射率和非常好的熱傳導性。厚度1mm以下的黃銅可以用氮氣切割；厚度2mm以下的銅可以切割，加工氣體必須用氧氣。只有在系統上安裝有“反射吸收”裝置的時候才能切割銅和黃銅。否則反射會毀壞光學組件。

合成材料：切割合成材料時要牢記切割的危險和可能排放的危險物質。可加工的合成材料有：熱塑性塑料、熱硬化材料和人造橡膠。

有機物：在所有有機物切割中都存在著著火的危險（用氮氣作為加工氣體，也可以用壓縮空氣作為加工氣體）。木材、皮革、紙板和紙可以用激光切割，切割邊緣會燒焦（褐色）。

三、YAG激光切割機切割金屬的優點

1、精度高：適用于精密配件的切割和各種工藝字、畫的精細切割。

2、速度快：是線切割的100倍以上。

3、熱影響區小，不易變形。切縫平整、美觀，無需后序處理。

4、性價比極高：價格只有同類性能CO2激光切割機的1/3，及同等功效數控沖床的2/5。

5、使用成本很低：僅為同類CO2激光激光切割機的1/8～1/10，每小時成本僅為18元左右，CO2激光切割機每小時成本為150～180元左右。

6、后續維護費用很低：僅為同類CO2激光切割機的1/10～1/15，及同等功效數控沖床的1/3～1/4。

7、性能穩定，保證持續生產。固體YAG激光器是激光領域最穩定最成熟產品之一。

8、和數控沖床比較，YAG激光切割機具有以下優點：

（1）能完成各種復雜結構的加工，只要能在電腦上畫出任何圖像，該機都能完成加工。

（2）不需要開模，只在電腦上將圖做出，產品馬上就可以出來，即能快速開發新產品，又能節約成本。

（3）YAG切割機有自動跟蹤系統，所以即能完成平面切割，也能完成各種高低不平的曲面切割。

（4）復雜的工藝要求數控沖床難以完成，激光切割都能做到。

（5）表面非常光滑，產品檔次很高，數控沖床難以做到。

（6）成型的箱體（厚0.5米以內）需增加孔槽等處理，數控沖床無法處理，YAG數控金屬激光切割機能解決。

四、激光切割機的切割質量檢測：

1． 激光切割質量實時檢測方法的選擇

激光切割質量受到各種因素的綜合影響，為了獲得理想的切割質量，各個切割參數被限制在一個狹窄的范圍內，目前仍只能靠反復的實驗來摸索不同條件下合理的切割參數，不僅費時費力，而且無法對切割過程中的擾動因素作出響應。如何在不同的切割條件下迅速尋找到最優的切割參數并使之在切割過程保持穩定顯得尤為重要。因此，有必在研究對激光切割質量進行在線檢測并實時控制的方法。

高質量激光切割最主要的指標就是無切割缺陷且切割面粗糙度值小，所以實時檢測的目標應能識別切割缺陷并能檢測到反映切割面粗糙度的信息，其中以獲得粗糙度的信息最重要，難度也最大。

在對切割面粗糙度檢測方面，重要的研究成果就是發現切割前沿光輻射信號脈動頻譜的主頻等于切割面切割條紋的頻率，而切割條紋的頻率與粗糙度相關，這樣用光電管檢測到的輻射信號就與切割面粗糙度聯系起來。這種方法的特點是檢測設備和信號處理系統較簡單，檢測和處理的速度快，但該方法的不足之處是：

所提取的切割前沿光輻射信號的頻譜和主頻，只與切割面上部切割條紋相關，不反映下部切割條紋的情況，所得到不提最有價值的信息。

五、激光切割機參數對切割質量的影響：

1． 焦點位置對切割面粗糙度的影響：焦點位置對切口表面粗糙度的影響。

2． 激光功率和切割速度對切口寬度的影響：切口的寬度隨激光功率的增加而增大，隨切割速度增加而減小。

3． 激光功率對切割面粗糙度的影響：在一定的板厚和切割速度下，有一個最佳的激光功率范圍，在這個范圍內切割面的粗糙度最小。偏離最佳功率范圍粗糙度就會增加；進一步增加或減小功率，就會產生過燒或掛渣缺陷。

激光功率可以劃分為三個區：掛渣區、無缺陷區和過燒區。

1） 如激光功率太大，造成熱輸入過大使工件的熔化范圍大于高壓氣流所能驅除的范圍，熔融金屬未能被氣流完全吹除而產生過燒。

2） 如激光功率太小，熱量不足，越靠近下緣熔融產物的溫度越低，而粘度越大，因而未能被高壓氣流徹底吹除而滯留在切割面的下緣產生掛渣。嚴重時甚至不能切割形成切口。

3） 在無缺陷區內，有一個最佳的激光功率范圍，此處切割面的粗糙度最小。

4． 切割速度對切割面粗糙度的影響

在一定的板厚下和激光功率下，有一個最佳的切割速度，此進的切割面粗糙度最小。偏離最佳切割速度粗糙度就會增加；進一步增加或減小切割速度，就會產生過燒或掛渣缺陷。

六、激光切割機系統性能對切割質量的影響：

1． 光束模式

光束的模式越低，聚焦后的焦斑尺寸越小，輻射照度越大，切口越窄，切割效率和切割質量也越高。

2． 光束偏振性

激光束的偏振性對激光切割質量和效率有很大影響。

如果采用偏振光進行切割，切割方向相對于光束的偏振方向發生變化，切割前沿對激光的吸收比就發生變化，從而影響到激光切割的效果。

1） 當切割方向與偏振方向平行時，切割前沿對激光的吸收比最高，所以切縫窄，切口垂直度和粗糙度低，切割速度快。

2） 當切割方向與偏振方向垂直時，切割前沿對激光的反射比最高，吸收比最小，而橫向吸收比反而提高，所以切速下降，切口變寬，切割面粗糙度值亦增大。

3） 當切割方向與偏振方向成一斜角時，對激光吸收比最大的方向也與切割方向成一角度，結果切縫下部產生偏斜。

4） 為了防止因切割方向的改變引起切口形狀和切割面質量的變化，應采用圓偏振光進行切割。圓偏振光的電矢量幅值在各個方向上都是相等的，所以切割前沿對激光的吸收比不會因切割方向的改變而變化，切口是均勻和整齊的。

為了將激光器輸出的線代詞 振光轉變為圓偏振光，需在光束出口處加裝圓偏振鏡。

七、激光切割機切割面粗糙度的評價基準：

對于厚度在2mm以上板材的激光切割，切割面粗糙度的分布是不均勻的，沿厚度方向差別很大，其變化狀況有兩個顯著的特點：

1． 切割面的形貌分為截然不同的兩部分。上部分表面平整光滑，切割條紋整齊、細密，粗糙度值小；下部切割條紋紊亂，表面不平整，粗糙度值大。上部具有激光束直接作用的特點，下部則有熔化金屬沖刷的特征。

無論是連續激光切割，還是脈沖激光切割，切割面都顯示有明顯的上、下兩部分，所不同的是脈沖激光切割而上部的切割條紋與脈沖頻率有對應關系：頻率越高，條紋越細密，表面粗糙度越值小。

2． 切割面上部區域內的表面粗糙度大體上是均勻一致的，不隨高度而變化；而下部區域的表面粗糙度則隨高度而變化，越靠近下緣，表面粗糙度值勤越大，下緣處的表面粗糙度達到最大值。

2014-0012

參考資料：http://www.blz520.com/ 方圓激光