隨著計算機控制技術的發(fā)展，激光切割技術在鈑金類工件加工中的應用越來越廣泛。激光切割是鈑金加工的一次工藝革命，是鈑金加工中的“加工中心”。本文針對異型工件在激光切割中產(chǎn)生的缺陷提出了解決方法并在實際操作中應用。

　　一、激光切割的特點

　　激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，并使激光束與材料沿一定軌跡做相對運動，從而形成一定形狀的切縫。激光切割技術近年來發(fā)展比較迅速，由于其具有切割尺寸精度高、切口無毛刺、切縫不變形、切割速度快且不受加工形狀限制等特點，目前已越來越多地應用于機械加工領域。

　　激光切割機具有以下優(yōu)點。

　　◎精度高：定位精度0.05mm，重復定位精度0.02mm。

　　◎切縫窄：激光束聚焦成很小的光點，使焦點處達到很高的功率密度，材料很快加熱至氣化程度，蒸發(fā)形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動，使孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫。切口寬度一般為0.10～0.20mm。

　　◎切割面光滑：切割面無毛刺，切口表面粗糙度一般控制在Ra12.5以內(nèi)。

　　◎速度快：切割速度可達10m/min，最大定位速度可達70m/min，比線切割的速度快很多。

　　◎切割質(zhì)量好：無接觸切割，切邊受熱影響很小，基本沒有工件熱變形，完全避免材料沖剪時形成的塌邊，切縫一般不需要二次加工。

　　◎不損傷工件：激光切割頭不會與材料表面相接觸，保證不劃傷工件。

　　◎不受被切材料的硬度影響：激光可以對鋼板、不銹鋼、鋁合金板、硬質(zhì)合金等進行加工，不管什么樣的硬度，都可以進行無變形切割。

　　◎不受工件外形的影響：激光加工柔性好，可以加工任意圖形，可以切割管材及其他異型材。

　　◎可以對非金屬進行切割加工：如塑料、木材、PVC、皮革、紡織品和有機玻璃等。

　　◎節(jié)約模具投資：激光加工不需模具，沒有模具消耗，無須修理模具，節(jié)約更換模具時間，從而節(jié)省了加工費用，降低了生產(chǎn)成本，尤其適合大件產(chǎn)品的加工。

　　◎節(jié)省材料：采用電腦編程，可以把不同外形的產(chǎn)品進行整張板材料套裁，最大限度地提高材料的利用率。

　　◎縮短了新產(chǎn)品制造周期：新產(chǎn)品試制，數(shù)量小，結構不確定、隨時會改動，根本不能出模具，激光切割機大大縮短了新產(chǎn)品制造周期，減少了模具投入。

　　二、異型工件的切割缺陷

　　隨著數(shù)控激光切割技術的普及和應用，發(fā)現(xiàn)一些異型零件的切割缺陷：外形尺寸小，板材厚度≥3mm的工件容易在尖角處出現(xiàn)燒融和灼燒缺陷，工件外觀和輪廓尺寸很難保證，對有些≤1.5mm的細長條工件，隨著長度和寬度的比值增加會使工件出現(xiàn)兩頭粗中間細的缺陷，工件尺寸很難滿足圖樣要求，造成無為浪費。

　　三、解決切割缺陷的方法

　　針對異型工件的幾何輪廓、參數(shù)及材質(zhì)的不同，合理選用激光切割的工藝參數(shù)及加工順序（工藝路線），采取適當?shù)募庸し椒▉硐�除加工缺陷，從而保證零件的加工質(zhì)量。

　　1.過渡引線法

　　零件的尺寸小，切割速度快，起點溫度還沒來得及冷卻，就要重復切割收弧，工件切割起點和結束處燒傷嚴重，輪廓不規(guī)整很難滿足尺寸和切割面粗糙度要求，經(jīng)試驗把單個工件合并，一次切割多個工件用過渡法處理圖樣：把起點和結束點都引到工件以外切割廢料區(qū)，避開起始點和結束點重合，徹底杜絕切割后工件燒融等缺陷。生成切割程序。

2.間隔點法

　　對于長寬比（L/B）較大的板類工件，隨著比值和工件厚度的不同，零件會出現(xiàn)變形，對切割缺陷這種缺陷，應根據(jù)板材的材質(zhì)不同，所采取的切割方法也不同。

　　對于碳鋼板類工件，后期還需要進行化學處理或者涂漆的，切割面粗糙度要求不高的，可以應用數(shù)控激光切割機自帶的微焊（或微連接）方法來處理。

　　對于不銹鋼類工件，由于外觀要求嚴格，微焊易引起焊接融痕且不易消除，影響零件的外觀質(zhì)量，可創(chuàng)建間隔點。

　　針對不同厚度T值，間距δ值也要做相應的選擇，以便切割后兩個工件好分割且切割面不受影響。經(jīng)過多次試驗，當T≤1.5mm時，δ=1mm；當2mm≤T≤4mm時，δ=0.5mm。對于間隔點切割法可以推廣應用到對稱零件的切割。

　　對稱切割法可以減短切割軌跡，降低切割時間，避免短時間內(nèi)重復切割給工件造成的變形和燒融缺陷，起到節(jié)能降耗，提高切割質(zhì)量和切割效率的雙重功效，同時對于一些后期需要折彎的工件可以對稱排列，折彎時對稱折彎，不但尺寸精度能夠有效保證，同時也降低了由于變形和二次定位帶來的折彎累積誤差。

　　四、結語

　　在實際的激光切割加工中， 掌握和了解影響切割質(zhì)量的幾個因素，按照碳鋼板“薄板高壓高速，厚板低壓低速”、不銹鋼鋁材“薄板低壓高速，厚板高壓低速”的原則，有效地調(diào)整工藝參數(shù)，就能加工出高質(zhì)量、高精度的鋼結構件，充分發(fā)揮激光切割高效、高精度的優(yōu)勢。由于在數(shù)控激光切割中影響切割面質(zhì)量的因素很多，僅通過固定的切割規(guī)范難以獲得均勻穩(wěn)定的切割質(zhì)量。因此，合理確定工藝參數(shù)及優(yōu)化切割工件工藝性是保證激光切割質(zhì)量的關鍵。

方圓激光

2015-0224