激光切割的技术指标
川汇气体
一、氮气切割要素
氮气切割因自身的特点，切割条件和氧气切割有着明显的差异。经过两年多的实际应用，我们通过实践逐步掌握了氮气切割的要素。
1.气体参数
气压和喷嘴决定了切断面的表面粗糙度、毛刺。适当增加气压有利于排渣，但过大则会增加表面粗糙度值。氮气切割对于气体参数有如下要求：（1）气压氮气不参与燃烧，用于吹掉相对温度较低的液态材质，需要（10～14）*105Pa的高气压。而氧气切割的压力一般不超过4*105Pa。（2）喷嘴氮气使用高压，要求较大的喷嘴直径以保证出气量。例如切割2mm厚的不锈钢，氧气使用喷嘴HK10（? 10mm），氮气则要求HK15（?15mm）。（3）纯度氮气纯度对切割质量有很大影响（见表2），所含氧气影响切割质量。而水分则会对激光器造成危害，因此气体级别至少应保证在4.5级。
2.切割参数
切割参数、加工程序相互独立，方便了参数的调整。丰富的参数可控制切割过程的各个方面，是决定切割质量的关键所在。氮气切割和氧气切割因加工方式上的差异，对下列切割参数有着不同的要求。
表1 激光切割加工范围
表2 氮气纯度和切割质量的关系
（1）速度氮气切割仅仅依靠激光熔化材料，需要时间较长，切割速度较氧气切割慢。
（2）功率氮气切割要求高功率保证持续的村质熔化。一律在100%左右。（3）焦点位置氮气切割完全依靠激光能量，焦点下移能够增强光束能量，要求焦点接近板材的底端。氧气切割则要求焦点在板材表面。
（4）穿孔气压到切割气压的转换时间氮气切割时穿孔气压为2*105Pa，和切割气压有很大差距。气压陡然上升容易导致激光断弧。提供几十毫秒的缓冲时间使气压平衡过渡，保证切割质量。氧气切割时穿孔气压和切割气压差距很小，不需要提供这个转换时间。
（5）加速因子切割改变方向时的加速度。氮气切割时因能量需求增加，所以一般低于1m/s2，而且随厚度的增加而急剧降低。氧气切割时为一般1m/s2左右，而且不随厚度剧烈变化，而是小幅下降。
我国激光切割技术的发展现状 激光切割是激光加工行业中最量要的一项应用技术,由于具有诸多特点,已 广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门。近年来,激光切割技术发展很快,国际上每年都以20%~30%的速度增长。 我国自1985年以来,更以每年25 %以上的速度增长。由于我国激光工业基础较差,激光加工技术的应用尚不普遍,激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距,相信随着激光加工技术的不断进步,这些障碍和不足会得到解决。激光切割技术必将成为21 世纪不可缺少的重要的钣金加工手段。激光切割加工广阔的应用市场,加上现代科学技术的迅猛发展,使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究,推动着激光切割技术不断地向前发展。 (1伴随着激光器向大功率发展以及采用高性能的CNC及伺服系统,使用高功率的激光切割可获得高的加工速度,同时减小热影响区和热畸变;所能够切割的材料板厚也格进一步地提高,高功率激光可以通过使用Q 开关或加载脉冲波,从而使低功率激光器产生出高功率激光。 (2根据激光切割工艺参数的影响情况,改进加工工艺,如:增加辅助气体对切割熔渣的吹力;加入造渣剂提高熔体的流动性;增加辅助能源,并改善能量之间的耦合;以及改用吸收率更高的激光切割。 (3激光切割将向高度自动化、智能化方向发展。将CAD/CAPP/CAM以及人工智能运用于激光切割,研制出高度自动化的多功能激光加工系统。 (4根据加工速度自适应地控制激光功率和激光模式或建立工艺数据库和专家自适应控制系统使得激光切割整机性能普遍提高。以数据库为系统核心,面向通用化CAPP开发工具,对激光切割工艺设计所涉及的各类数据进行分析,建立相适应的数据库结构。
激光切割机适合应用在哪些行业 在激光切割机行业，金属激光切割机在工业制造中占有不少得的分量，对于大多数金属材料来说，无论它们是怎样的硬度，都能够进行无边形切割。今天我们来细数一下激光切割机在各行各业中的实践应用。 钣金加工行业 随着钣金加工工艺的飞速开展，国内的加工工艺也是一日千里，传统的钣金切割设备(剪床、冲床、火焰切割、等离子切割、高压水切割等等)，虽然在市场上占有相当大的市场份额，如今，已经满足不了现在的工艺要求;激光切割是钣金加工的一次工艺反动，是钣金加工中的“加工中心”，激光切割柔性化水平高，切割速度快，消费效率高，产品消费周期短，为客户博得了普遍的市场。激光切割无切削力，加工无变形;无刀具磨损，资料顺应性好;不论是简单还是复杂零件，都能够用激光一次精细快速成形切割;其切缝窄，切割质量好、自动化水平高，操作烦琐，劳动强度低，没有污染;可完成切割自动排样、套料，进步了资料应用率，消费本钱低，经济效益好。激光切割机在未来钣金加工的应用是必然的趋势。 农业机械行业 农业不断的发展，各种农用机械也不断更新。农机产品类型趋于多样化与专业化，按照加工功率、加工对象分类、加工类型分为几十种。这些产品的升级与更新也对农机产品的制造提供的新要求。激光切割机先进的激光加工技术、绘图系统和数控技术，加快了农机产品的制造发展，提高经济效益。降低了农机产品的制作成本。 激光加工逐渐成为农机设备加工生产的重要手段，推动农机行业的迅速发展，实现不同产业的双赢互惠发展。 广告制作行业 对于广告制作行业，一般加工的产品有着金属跟非金属材质，因此，激光切割机的一种多行业应用技术给广告加工提供了很大的优势，对于广告传统的加工设备，采用的是一般加工广告字体等素材，由于加工精度，切割表面的不理想，导致返工概率相当的人，对于广告行业来讲是一种成本的浪费，大幅度的降低了工作效率。 然而采用激光切割机设备进行加工，能够有效的解决这一类型的问题，采用的是高精度的激光切割技术，切割表面，有着纯的辅助气体进行加工，能够完美的体现。另外激光切割机设备还能够进行一些复杂图形的加工，在传统技术部能完成的加工都能够完成，替广告公司壮大了加工产品，提高了市场，侧面的微企业增加了额外的利润，无需要进行二次返工，一次完成的操作留守了客户的心思，稳定了客户资源。 服装制造行业 作为我国经济的重要组成部分，未来服装行业将是激光切割设备推广和发展的重要下游市场。而目前服装行业大部分采取的仍是手工裁剪模式，只有少部分高端工厂采用电脑控制机械裁床进行自动化裁剪。 厨具制作行业 在厨具加工行业中，油烟机和燃具使用大量钣金面板，使用传统加工方式工作效率低、模具消耗大，使用成本高，制约这新产品开发。 激光切割机设备的出现，解决了一直困扰着厨具厂家的难题。使用激光切割机对面板进行加工试样，快速开发新产品，激光加工设备的切割速度极快，大大提高了加工效率。同时，激光加工设备切割精细度极高，提升了油烟机和燃具的成品率。对于一些异型成型的产品，激光切割机更是有着得天独厚的优势。 激光切割机打破了传统手工和电剪速度慢和难以排版,充分解决了效率达不到和浪费材料的难题。切割速度快，操作简单，只需把所要裁剪的图形及尺寸输入到电脑，机械就会把整张的材料裁剪成您所需要的成品，不用刀具、不需要模具，利用激光实现非接触式加工，简便快速。
1.切割穿孔技术 任何一种热切割技术,除少数情况可以从板边缘开始外,一般都必须在板上穿一个小孔。之前在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一个孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法： 爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在加工精度要求较高的零件上使用,只能用于 废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。 脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。 在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应加以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件,如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法是改变脉冲宽度；改变脉冲频率；同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第3种效果最好。 2.切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析 这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，造成孔的变形，影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔（软穿刺）方式改为爆破穿孔（普通穿刺）方式，加以解决。而对于较小功率的激光切割机则恰好相反，在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。 3. 激光切割低碳钢时，工件出现毛刺的解决方法 根据CO2激光切割的工作和设计原理，分析得出以下几点原因是造成加工件产生毛刺的主要原因：激光焦点的上下位置不正确，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；激光的输出功率不够，需要检查激光发生器的工作是否正常，如果正常，则观察激光控制按钮的输出数值是否正确，加以调整；切割的线速度太慢，需要在操作控制时加大线速度；切割气体的纯度不够，需要提供高质量的切割工作气体；激光焦点偏移，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；机床运行时间过长出现的不稳定性，此时需要关机重新启动。 4. 激光切割加工不锈钢和敷铝锌板时，工件有毛刺产生的分析 以上情况的出现，首先考虑切割低碳钢时出现毛刺的因素，但不可简单地加快切割速度，因为增加速度有时会出现板材切割不穿的情况，此种情况在加工敷铝锌板时尤为突出。这时应综合考虑机床的其他因素加以解决，如喷嘴是否要更换，导轨运动不稳定等。 5. 激光未完全切割透状态的分析
塑料件尺寸公差 1．范围 本标准规定了注射、压制、挤塑等成型的热塑性和热固性塑料（不包括二次加工和发泡成型的塑料件）尺寸公差、偏差、公差等级的选用、测量条件和测量方法。 本标准主要适用于电子产品用塑料件尺寸公差，其他产品用塑料件尺寸公差，亦可参照采用。 2．引用标准 下列标准所包含的条文，通过在标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB1800-79 公差与配合总论标准公差与基本偏差 GB3177-82 光滑工件尺寸的检验 机械制图尺寸公差与配合注法 3．定义 基本尺寸basic size 设计给定的尺寸。 实际尺寸actral size 通过测量所得的尺寸。 尺寸公差dimensional tolerance 允许尺寸的变动量。 尺寸偏差dimensional deviation 某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差。 塑料收缩率plastic shringkage 塑料件尺寸与相应模具尺寸之差的绝对值与相应模具尺寸之比。 径向收缩率radial shringkage 指料流方向的塑料收缩率。 切向收缩率tangential shringkage 指垂直于料流方向的塑料收缩率。 收缩特性值contraction chararcteristic value 表示料流方向和垂直于料流方向的塑料综合收缩能力，以2倍径向减去切向收缩的绝对值之差表示。 受模具活动部分影响的尺寸size effected movable parts of mould 由模具活动零件决定的塑料件尺寸。 尺寸公差、偏关的规定 基本尺寸范围为~3至600mm。基本尺寸分段~3至120mm。采用不均匀递增数列：140~1600mm，采用R20优先数系。 2公差等级及数值 公差等级分为10级，每一级公差数值按表1规定。 表1
激光切割技术及发展 作者：张莽 学号：200803050503 （红河学院 云南红河哈尼族、彝族自治洲 661100） 摘要：激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。激光能切割大多数金属材料和非金属材料。 关键词：激光切割技术 应用 优缺点 发展现状 Laser Cutting Technology and Development Zhang Mang 200803050503 (The HongHe University of Yunnan HongHe Hani Nationality, Yi Autonomous State 661100) Abstract: Laser cutting technology is widely used in metallic and nonmetallic material processing, can greatly reduce the processing time, reduce the processing cost and improve the quality.Because it has precision manufacturing, flexible cutting, the heterogeneous type processing, once shaping, speed and higher efficiency, so in industrial production in solving many conventional method can not solve the problem. Laser can cut most metal materials and nonmetal materials . Keywords: Laser cutting technology; Application; Advantages and Disadvantages; Development situation 引言 在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中：对于中厚板采用氧乙炔火焰切割；对于薄板采用剪床下料，成形复杂零件大批量的采用冲压，单件的采用振动剪。七十年代后，为了改善和提高火焰切割的切口质量，又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期，又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点，在工业生产中有一定的适用范围。从二十世纪七十年代以来随着CO 2激光器及数控技术的不断完善和发展，目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。 1 激光切割的原理 在激光束能量作用下（氧助切割机制下，还要加上喷氧气与到达燃点的金属发生放热反应放出的热量），材料表面被迅速加热到几千乃至上万度（℃）而熔化或气化，随着气化物逸出和熔融物体被辅助高压气体（氧气或氮气等惰性气体）吹走，切缝便产生了[1]。脉冲激光适用于金属材料, 连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。与计算机控制的自动设备结合,激光束具有无限的仿形切割能力,切割轨迹修改方便通过预先在计算机内设计, 进行众多复杂零件整张板排料,可实现多零件同时切割, 节省材料[2]。
激光切割技术的原理及应用 1. 激光切割技术简介 (2) 1.1激光切割技术概述 (2) 1.2激光切割技术的原理 (4) 1.3激光切割技术的发展历史 (5) 2.激光切割的特点 (6) 2.1激光切割的总体特点 (6) 2.2 CO2激光切割技术的特点 (7) 2.3半导体激光切割机 (7) 2.4光纤激光切割机 (8) 3. 激光切割技术的应用及发展前景 (10) 3.1激光切割技术的市场现状 (10) 3.2激光切割技术的应用 (12) 结论 (13)
激光切割技术的原理及应用 材料12A文修曜 摘要 激光加工技术是一种先进制造技术，而激光切割是激光加工应用领域的一部分，激光切割是当前世界上先进的切割工艺。由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。激光能切割大多数金属材料和非金属材料。 Abstract The laser processing technology is a kind of advanced manufacturing technology, and laser cutting is part of the laser processing applications, laser cutting is the current advanced cutting technology in the world.Because it has flexible cutting, stone processing, precision manufacturing, a forming, fast speed, higher efficiency, so in industrial production solved many conventional methods cannot solve the problem.Can laser cutting most of the metal materials and nonmetal materials. 关键词：激光切割的原理；激光切割的分类及特点；激光切割技术的应用 1.激光切割技术简介 1.1激光切割技术概述 激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术。它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比，最大区别是它具有高速、高精度及高适应性的特点。同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制等优点。激光切割板材时，不需要模具，可以替代一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法，能大大缩短生产周期和降低成本。?
激光切割中常见问题及解决办法 1、切割穿孔技术 爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑，然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关，爆破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大，且不圆，不宜在加工精度要求较高的零件上使用，只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。 脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小，其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性，因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。 在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应加以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件，如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实，具体方法是改变脉冲宽度；改变脉冲频率；同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明，第3种效果最好。
2、切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析 这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，造成孔的变形，影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔（软穿刺）方式改为爆破穿孔（普通穿刺）方式，加以解决。而对于较小功率的激光切割机则恰好相反，在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。 3、激光切割低碳钢时，工件出现毛刺的解决方法 根据CO2激光切割的工作和设计原理，分析得出以下几点原因是造成加工件产生毛刺的主要原因：激光焦点的上下位置不正确，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；激光的输出功率不够，需要检查激光发生器的工作是否正常，如果正常，则观察激光控制按钮的输出数值是否正确，加以调整；切割的线速度太慢，需要在操作控制时加大线速度；切割气体的纯度不够，需要提供高质量的切割工作气体；激光焦点偏移，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；机床运行时间过长出现的不稳定性，此时需要关机重新启动。 4、激光切割加工不锈钢和敷铝锌板时，工件有毛刺产生的分析 以上情况的出现，首先考虑切割低碳钢时出现毛刺的因素，但不可简单地加快切割速度，因为增加速度有时会出现板材切割不穿的情况，此种情况在加工敷铝锌板时尤为突出。这时应综合考虑机床的其他因素加以解决，如喷嘴是否要更换，导轨运动不稳定等。
工程塑料模塑料件尺寸公差值 公差等级公差种类大于0 到3＞3~6>6~10>10~14>14~18>18~24>24~30>30~40>40~50公差等级公差种类>50~65>65~80>80~100>100~120>120~140> 140~160>160~180>180~200>200~225公差等级公差种类>225~250>250~280>280~315>315~355>355~400>400~450>450~500标注公差的塑料件尺寸公差值标注公差的塑料件尺寸公差值标注公差的塑料件尺寸公差值MT1A0.070.080.090.10.110.120.140.160.18MT1A0.200.230.260.290.320.360.400.440.48MT1A0.520.560.600.640.700.780.86 B0.140.160.180.200.210.220.240.260.28B0.300.330.360.390.420.460.500.540.58B0.620.660.700.740.800.880.96 MT2A0.100.120.140.160.180.200.220.240.26MT2A0.300.340.380.420.460.500.540.600.66MT2A0.720.760.840.92 1.00 1.10 1.20 B0.200.220.240.260.280.300.320.340.36B0.400.440.480.520.560.600.640.700.76B0.820.860.94 1.02 1.10 1.20 1.30 MT3A0.120.140.160.180.200.240.280 .320.36MT3A0.400.460.520.580.640.700.780.860.92MT3A 1.00 1.10 1.20 1.30 1.44 1.60 1.74 B0.320.340.360.380.400.440.480.520.56B0.600.660.720.780.840.900.98 1.06 1.12B 1.20 1.30 1.40 1.50 1.64 1.80 1.94 MT4A0.160.180.20.240.280.320.360.420.48MT4A0.560.640.720.820.92 1.02 1.12 1.24 1.36MT4A 1.48 1.62 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 B0.360.380.400.440.480.520.560.620.68B0.760.840.92 1.02 1.12 1.22 1.32 1.44 1.56B 1.68 1.82 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 MT5A0.200.240.280.320.380.440.50.560.64MT5A0.740.86 1.00 1.14 1.28 1.44 1.60 1.76 1.92MT5A 2.10 2.30 2.50 2.80 3.10 3.50 3.90 B0.400.440.480.520.580.640.700.760.84B0.94 1.06 1.20 1.34 1.48 1.64 1.80 1.96 2.12B 2.30 2.50 2.70 3.00 3.30 3.70 4.10 MT6A0.260.320.380.460.540.620.70.80.94MT6A 1.10 1.28 1.48 1.72 2.00 2.20 2.40 2.60 2.90MT6A 3.20 3.50 3.80 4.30 4.70 5.30 6.00 B0.460.520.580.680.740.820.90 1.00 1.14B 1.30 1.48 1.68 1.92 2.20 2.40 2.60 2.80 3.10B 3.40 3.70 4.00 4.50 4.90 5.50 6.20 MT7A0.380.480.580.680.780.88 1.00 1.14 1.32MT7A 1.54 1.8 2.10 2.40 2.70 3.00 3.30 3.70 4.10MT7A 4.50 4.90 5.40 6.00 6.707.408.20 B0.580.680.780.880.98 1.08 1.20 1.34 1.52B 1.74 2.00 2.30 2.60 3.10 3.20 3.50 3.90 4.30B 4.70 5.10 5.60 6.20 6.907.608.40注：1） A为不受模具活动部分影响的尺寸公差值；B为受模具活动部分影响的尺寸公差值。注：1） A为不受模具活动部分影响的尺寸公差值；B为受模具活动部分影响的尺寸公差值。注：1） A为不受模具活动部分影响的尺寸公差值；B为受模具活动部分影响的尺寸公差值。 标准号： GB/T 14486-93标准号： GB/T 14486-93标准号： GB/T 14486-93
1. 激光切割技术简介 (2) 1.1激光切割技术概述 (2) 1.2激光切割技术的原理 (4) 1.3激光切割技术的发展历史 (5) 2.激光切割的特点 (6) 2.1激光切割的总体特点 (6) 2.2 CO2激光切割技术的特点 (7) 2.3半导体激光切割机 (8) 2.4光纤激光切割机 (8) 3. 激光切割技术的应用及发展前景 (10) 3.1激光切割技术的市场现状 (10) 3.2激光切割技术的应用 (12) 结论 (13)
材料12A文修曜 摘要 激光加工技术是一种先进制造技术，而激光切割是激光加工应用领域的一部分，激光切割是当前世界上先进的切割工艺。由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。激光能切割大多数金属材料和非金属材料。 Abstract The laser processing technology is a kind of advanced manufacturing technology, and laser cutting is part of the laser processing applications, laser cutting is the current advanced cutting technology in the world.Because it has flexible cutting, stone processing, precision manufacturing, a forming, fast speed, higher efficiency, so in industrial production solved many conventional methods cannot solve the problem.Can laser cutting most of the metal materials and nonmetal materials. 关键词：激光切割的原理；激光切割的分类及特点；激光切割技术的应用 1.激光切割技术简介 1.1激光切割技术概述 激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术。它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比，最大区别是它具有高速、高精度及高适应性的特点。同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制等优点。激光切割板材时，不需要模具，可以替代
一、激光切割机原理 激光切割机是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割机的原理见下图。 二、激光切割的发展现状 1994年湖南大学激光研究所研制成功国内第一台析架式折叠准封离型切割与焊接激光器，并获得国家发明专利。每台设备的售价只有国外产品的1/2. 2003年3月，中科院长春光机与物理研究所研制的“数控激光管材加工设备”，改变了我国石油行业依赖进口设备加工管材的局面。这标志着我国制造先进装备的能力已达到国际先进水平。 济南铸锻所数控机械公司开发制造出国产第一台LC2-18*30型交换式双工作台双边驱动数控精密激光切割机。在设计上突破了两项关键技术，一是解决了轴双边驱动时两个电极的同步问题，二是解决了升降工作台8个气缸的同步问题。 2004年9月，华工科技成功推出第一台国产化高性能激光切割机。 日本目前已拥有CO2激光加工机2万台，约占全球激光加工机总量的1/3，其中80%为激光切割机设备。日本自1995年以来，年生产激光加工机已超过500台左右，其中YAG 激光切割机100多台。全球的高功率数控激光切割成套设备累计拥有量达35000台（套）左右，而我国目前高功率数控激光切割成套设备的拥有量为1500台左右。国产数控激光切割机的主要特点是：价格较低，约是进口价格的1/3，激光器功率较低，一般为1.5KW以下。与国外机相比表现为切缝宽，表面质量、机械精度、整机的稳定性、柔性较差，但具有价格方面的优势。 2007年国内大型激光切割设备的销售额达到15亿元，在中低端产品方面基本占领国内市场，并有部分产品出口。但与美国、欧盟、日本等发达国家相比，我国的激光切割设备仍然停留在低端产品阶段，而且高功率激光器、激光专用控制系统、激光光束传输控制、激光切割专有技术等绝大部分核心技术还依赖进口。目前，国际上德国通快TRUMPF公司、瑞士百超BYSTRONIC和意大利PRIMA等国际知名公司已经开发出大功率、大幅面、高速、飞行光路、多维立体、数控自动的激光切割机。在高端激光切割系统领域，我国与国际先进水平存在较大差距，产品基本依赖进口，每年不得不花费数十亿元从国外引进相关技术与设备。如船舶制造业中厚钢板的激光切割设备、三维立体激光切割设备、有色金属激光切割设备等，引进价格昂贵、订货周期长、售后服务无法及时保证，严重制约了我围困民经济的发
激光切割中常见问题及解决办法
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舟山久意达机械有限公司 文件编号：JYDJL20150202版本号01 1、切割穿孔技术 任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一个小孔。之前在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一个孔，然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法： 爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑，然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关，爆破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大，且不圆，不宜在加工精度要求较高的零件上使用，只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。 脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小，其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性，因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。 在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应加以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件，如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实，具体方法是改变脉冲宽度；改变脉冲频率；同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明，第3种效果最好。 2、切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析 这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，
塑料模塑件尺寸公差和检验条件 1 引言 塑料模塑件在制造过程中不可避免的会产生尺寸误差，在生产中产生的尺寸误差通常由下列原因引起： a) 成型工艺： ——模塑材料的均一性 ——成型设备的设定 ——模具温度 ——模具在成型压力下的弹性变形 b) 模具条件： ——模具尺寸的制造公差（参造DIN 16749） ——模具的磨损 ——模具可动部件间的配合误差 本标准中的公差是基于上述考虑，同时根据对于大量实际应用的测试结果而确定出来的。 2 应用范围 本标准的公差适用于热塑性材料和热固性材料通过模压、传递、压塑和注塑成型的塑料模塑件，而不适用于挤出、吹塑、发泡、烧结，深冲和排屑机加工工艺（pengding）成型的模塑件。 表1 给出了应用于各种模塑材料的推荐公差等级。 3 概念 模塑收缩率 VS 模塑收缩率是指23±2℃时模腔尺寸L W和模塑件尺寸L F之差，模塑件在成型后应置于标准气氛（DIN 50 014-23/50-2）中16h后立即测量其尺寸。 VS= (1-L W/ L F )*100% 流向收缩率 VSR 流向收缩率是指成型时注射方向的模塑收缩率。 横向收缩率 VST 横向收缩率是指成型时与注射方向相垂直方向的模塑收缩率。 模塑收缩率差?VS 模塑收缩率差是指流向收缩率和横向收缩率之差。 ?VS=VSR-VST 更多概念请参考： DIN 7708 part 1 模塑件、压塑件、注塑件、模塑材料 DIN 16700 压塑件、传递成型件、挤出、注塑成型件 DIN 7182 part 1 & DIN 7168 part 1 公差、偏差、一般公差 DIN 7184 part 1 & DIN 7168 part 2 形状公差和位置公差 DIN 7724 标准中涉及的高聚物概念 4 公差 在模塑件检验时应使用本公差，详见第5节。 除非另外商定，不然需按第5节所示，在图纸中标注出其检验条件。 4.1 一般公差（未注公差尺寸） 一般公差等级见表1中第4列，与表2中公差等级相对应。
激光切割的原理及应用 【摘要】 激光加工技术是一种先进制造技术，而激光切割是激光加工应用领域的一部分，激光切割是当前世界上先进的切割工艺。由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。激光能切割大多数金属材料和非金属材料 【关键词】激光切割的原理 激光切割的分类及特点 激光切割技术的应用 1.概述 激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术。它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比，最大区别是它具有高速、高精度及高适应性的特点。同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制等优点。激光切割板材时，不需要模具，可以替代一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法，能大大缩短生产周期和降低成本。 因此，目前激光切割已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门中。 2.激光切割的原理 在激光束能量作用下（氧助切割机制下，还要加上喷氧气与到达燃点的金属发生放热反应放出的热量），材料表面被迅速（ms 范围）加热到几千乃至上万度（℃）而熔化或汽化，随着汽化物逸出和熔融物体被辅助高压气体（氧气或氮气等惰性气体）吹走，切缝便产生了（原理图见图2）[1]。脉冲激光适用于金属材料, 连续激光适用于非金属材料, 后者是激光切割技术的重要应用领域。与计算机控制的自动设备结合, 激光束具有无限的仿形切割能力, 切割轨迹修改方便通过预先在计算机内设计, 进行众多复杂零件整张板排料, 可实现多零件同时切割 , 图 2激光切割的原理图 图 1 激光切割
激光切割机售后常见问 题及解决方案 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
激光切割机售后常见问题及解决方案 1 、连接不上设备 是否安装板卡驱动，USB线或网线是否插好，USB线或网线坏，转接板坏，板卡等。 2、开机回原点往反方向运动 原点开关坏。 3、切割效果不好或切不穿? 功率设置偏小，电位器拧小，光偏，镜片脏，聚焦镜片装反，焦距，激光电源，激光管功率衰减，水温过高，电压不稳等根据实际情况确定，由简如深。 4、设备启动不了和开机室内空开就跳闸? 急停是否弹起，外部电路是否接通，设备内部空开是否合上，是否开机听到啪的一下声音如有请检查主接触器和控制变压器等;水保护漏水导致激光电源进水短路(如JGHY12570水保护位置安装在侧面，它的下面刚好是激光电源)，107水泵短路，室内空开使用过小等。
5、切割图形变形和切割重叠 同步轮螺丝松，电机线断，电机坏，驱动器，电压等。 6、高压线打火? 建议是在高压线的外面套上高压绝缘套管。 7、打出来的图像中间和周围的颜色不一样? (ZJ6060) 调整调焦系数，调整W轴焦点等。 8、在打标过程中有打坏的现象和光斑变粗? (ZJ6060) 动态，DA板等。 9、图形尺寸偏大或偏小? (ZJ6060) 输出图形尺寸是否一样，Z轴高度位置变化，校正文件等。 10、打标图形位置偏移? (ZJ6060) 振镜头X轴或Y轴位置偏移，找到中心点根据实际偏移方向调整XY轴位置。 11 、开机振镜头XY轴乱摆和动态电机异响乱摆
更换±12±15V开关电源;更换±12±28V开关电源(ZJ6060)。 12 、不出光? (ZJ6060) 冷水机回水是否正常，W轴位置是否变化，DC48V32A 激光电源是否正常，激光管等。 13 、开机不回原点显示面板失灵 更换脱机卡。 14、 Z轴不送料或运动无力 Z轴送料电机问题，驱动器问题，轴承，异物卡死等。 15、开机显示面板无显示? 5V12V24V开关电源是否正常，显示面板等。 16、射频激光管不出光
钣金激光切割技术 1、焦点位置控制技术： 激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般>10W/cm2。由于能量密度与4/πd2成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝；同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率CO2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7.5〃??(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在 0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素原则上<6mm的金属材料,焦点在表面上；>6mm的碳钢,焦点在表面之上；>6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。 在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种： （1）打印法：使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。 （2）斜板法：用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。 （3）蓝色火花法：去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。 对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用： （1）平行光管。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
激光切割机售后常见问题及解决方案 1、连接不上设备? 是否安装板卡驱动，USB线或网线是否插好，USB线或网线坏，转接板坏，板卡等。 2 3 4 路(如 5、切割图形变形和切割重叠? 同步轮螺丝松，电机线断，电机坏，驱动器，电压等。 6、高压线打火? 建议是在高压线的外面套上高压绝缘套管。
7、打出来的图像中间和周围的颜色不一样? (ZJ6060)调整调焦系数，调整W轴焦点等。 8、在打标过程中有打坏的现象和光斑变粗? (ZJ6060)动态，DA板等。 9 10 XY轴位置。 11 12 常，激光管等。 13、开机不回原点显示面板失灵? 更换脱机卡。 14、Z轴不送料或运动无力?
Z轴送料电机问题，驱动器问题，轴承，异物卡死等。 15、开机显示面板无显示? 5V12V24V开关电源是否正常，显示面板等。 16、射频激光管不出光? ;激光管25 水保护; 17 题，一般首先用短接信号(短接激光电源电流5v和AIN短接水保护P和GND用无锁开关控制L和GND)的方法来测试激光管和激光电源。若此法能正常出光则说明激光管激光电源无故障，是水保护开关，继电器，门开关，板卡pwm信号等的信号问题，依次排除即可。若此法不出光是激光管或者激光电源的问题，在不好判断的情况下用更换法可以解决。
18、射频激光管更换后显示激光管连接错误? 在接插件(内部线无脱焊短路)，电源线(左正右负负极与地线同接)，水路连接正常重新启动冷水机和设备后仍无法正常连接的一般是二十五针接插件的连接电路板的问题坏掉或者不兼容如加密管和非加密管的该电路板不兼容 19、送料机长送料? 20 (=实测长度 布现象 2.) 是加工速度空程速度或者加速度设置过大可能是大车电机线接触不良可能是驱懂器电流过小可能是驱动器坏或者电机坏一般电机坏而丢步的现象较少。 21、振镜机光斑过粗?
1 切割效果不好或切不穿？ 功率设置偏小，电位器拧小，光偏，镜片脏，聚焦镜片装反，焦距，激光电源，激光管功率衰减，水温过高，电压不稳等根据实际情况确定，由简如深。 2 连接不上设备？ 是否安装板卡驱动，USB线或网线是否插好，USB线或网线坏， 转接板坏，板卡等 3 开机回原点往反方向运动？ 原点开关坏 4 切割图形变形和切割重叠？ 同步轮螺丝松，电机线断，电机坏，驱动器，电压等 5 设备启动不了和开机室内空开就跳闸？ 急停是否弹起，外部电路是否接通，设备内部空开是否合上，是否开机听到啪的一下声音如有请检查主接触器和控制变压器等；水保护漏水导致激光电源进水短路(如JGHY12570水保护位置安装在侧面，它的下面刚好是激光电源)，107水泵短路，室内空开使用过小等 6 高压线打火？这个问题确实很头疼的，我建议是在高压线的 外面套上高压绝缘套管
7 图形尺寸偏大或偏小？ 输出图形尺寸是否一样，Z轴高度位置变化，校正文件等 8 打出来的图像中间和周围的颜色不一样？ 调整调焦系数，调整W轴焦点等 9 在打标过程中有打坏的现象和光斑变粗？ 动态，DA板等 10 打标图形位置偏移？ 振镜头X轴或Y轴位置偏移，找到中心点根据实际偏移方向调整XY轴位置 11 开机振镜头XY轴乱摆和动态电机异响乱摆？ 更换±12±15V开关电源；更换±12±28V开关电源 12 不出光？ 冷水机回水是否正常，W轴位置是否变化，DC48V32A激光电源是否正常，激光管等 13 开机显示面板无显示？ 5V12V24V开关电源是否正常，显示面板等 14 开机不回原点显示面板失灵？
更换脱机卡 15 Z轴不送料或运动无力？ Z轴送料电机问题，驱动器问题，轴承，异物xx等 16 玻璃管不出光？ 玻璃管的出光控制主要有激光管，激光电源，水循环系统及出光信号，出光信号又包括板卡给出的PWM出光信号，水保护信号，门开关信号等。所以激光管不出光主要从激光管激光电源水循环系统及出光信号几个方面着手，一般首先观直接察激光电源是否正常通电，激光管内管外管是否有异样，水循环系统是否正常，若不正常常则作相应的更换或调整。在以上几个方面正常的情况下则应考虑出光信号问题，一般首先用短接信号（短接激光电源电流5v和AIN 短接水保护P和GND 用无锁开关控制L和GND）的方法来测试激光管和激光电源。若此法能正常出光则说明激光管激光电源无故障，是水保护开关，继电器，门开关，板卡pwm信号等的信号问题，依次排除即可。若此法不出光是激光管或者激光电源的问题，在不好判断的情况下用更换法可以解决。 17 射频激光管不出光？ 在水路通畅激光电源正常启动的情况下首先测激光电源直流48v是否正常；激光管25针插件的 4脚和13脚的导通情况能导通表明水保护信号正常，不能导通检查水保护；测7脚和20脚的电