光纖激光數控切割機加工速度和優勢

光纖激光數控切割機加工速度及切割效果平衡

    光纖激光數控切割機作為高精密切割方式的代表機型，在目前所知的金屬切割方式中具有為精細的切割效果，同時在切割效率方面也有著不俗的表現。但不少用戶企業就此認為所謂光纖激光數控切割機在切割質量方面如果希望能有所改善，則要求機床的切割加工速度越快越好，但實際情況卻并非如此。以嘉倍徳科技FL.H光纖激光數控切割機為例，為保證機床在高速切割過程中的整體穩定性，公司技術部及生產部經過多年的實測分析和結構改善，目前1000W以內中低功率的光纖激光數控切割機已經能保證實現60M/MIN的空載運行速度，但我們并不建議用戶在實際生產應用中匹配這種高速切割，其關鍵在于需要和光纖切割的質量予以平衡。本文將主要就光纖激光數控切割機加工速度與切割效果方面的平衡問題詳細說明。

    光纖激光數控切割機加工過程中添加與被切材料相適合的輔助汽體。鋼切割時利用氧作為輔助汽體與熔融金屬產生放熱化學反應氧化材料，同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚丙烯一類塑料使用壓縮空氣，棉、紙等易燃材料切割使用惰性汽體。進入噴嘴的輔助汽體還能冷卻聚焦透鏡，防止煙塵進入透鏡座內污染鏡片并導致鏡片過熱。

    光纖激光數控切割機加工無毛刺、皺折、精度高，優于等離子切割。對許多機電制造行業來說，由于微機程序控制的現代激光切割系統能方便切割不同形狀與尺寸的工件，它往往比沖切、模壓工藝更被優先選用；盡管激光切割的加工速度還慢于模沖，但它沒有模具消耗，無須修理模具，還節約更換模具時間，從而節省了加工費用，降低了生產成本，所以從總體上考慮是更合算的。

    光纖激光數控切割機在切割時切割速度的選擇其實也很重要，優秀切割速度范圍可按照設備說明選定或用試驗來確定，由于材料的厚薄度，材質不同，熔點高低，熱導率大小以及熔化后的表面張力等因素，切割速度也相應的變化。

　　主要表現：

    1.切割速度適度地提高能改善切口質量，即切口略有變窄，切口表面更平整，同時可減小變形。

　　2. 切割速度過快使得切割的線能量低于所需的量值，切縫中射流不能快速將熔化的切割熔體立即吹掉而形成較大的后拖量，伴隨著切口掛渣，切口表面質量下降。

　　3. 當切割速度太低時，由于切割處是等離子弧的陽極，為了維持電弧自身的穩定，陽極斑點或陽極區必然要在離電弧近的切縫附近找到傳導電流地方，同時會向射流的徑向傳遞更多的熱量，因此使切口變寬，切口兩側熔融的材料在底緣聚集并凝固，形成不易清理的掛渣，而且切口上緣因加熱熔化過多而形成圓角。

　　4. 當速度極低時，由于切口過寬，電弧甚至會熄滅。由此可見，良好的切割質量與切割速度是分不開的。

使用光纖激光切割機對薄板進行高速切割的優勢

激光切割以其切割速度高、切割范圍廣、切縫窄、切割質量好、機械變形小、

    加工的時侯無工具磨損、加工柔性好等優點在現代制造業中得到了極為廣泛的應用。在工業生產的全部激光加工應用中，激光切割所占的比例大約為70%以上，是激光加工中重要的一項應用技術。激光切割設備所使用的主流的光源為傳統的CO2激光器。CO2激光切割設備可以穩定切割20mm以內的碳鋼，10mm以內的不銹鋼，8mm以內的鋁合金。近幾十年來，光纖激光器作為第四代激光器的代表，得到了非常迅速的發展。光纖激光器的輸出功率從幾年前的幾十毫瓦，發展到現在的幾十瓦、幾千瓦甚至幾萬瓦。應用范圍也越來越廣泛，市場需求逐年增加，增長速度迅速。

    近幾年光纖激光切割也開始登上了激光切割的大舞臺。與傳統的激光加工光源CO2激光器和YAG激光器相比，光纖激光器使用光纖作為工作物質，其種類較多，應用較多的主要是稀土摻雜光纖激光器，輻射波長由基質的稀土摻雜劑決定，其光束質量不受激光功率運作的影響，光束質量好。把光纖激光器應用到激光加工設備中，具有眾多顯著的優點：可以獲得更小的聚焦光斑，提高加工精度；光纖傳導激光，容易實現復雜加工和在線加工，具有很高的加工柔性；結構簡單，體積小巧，使得光纖激光加工設備的重量和體積小，對場地面積要求??；電光轉換效率高，電能消耗少。CO2激光切割系統的電源效率為8%~10%，而光纖切割系統大約為25%~30%；幾乎不需要維護。因此，光纖激光器在激光加工成套設備領域中，有非常好的應用前景和經濟價值。

    光纖激光器在切割4mm以內的薄板時優勢明顯。首先，光纖激光具有短波長的特性，有利于被金屬材料吸收，使其在切割碳鋼、不銹鋼、以及純鋁、黃銅等高反射材料比傳統的CO2激光切割機具有更快的切割速度。同時，可產生更加集中的光束和更小的焦點，更集中的能量和更小的熱效應使得光纖激光在薄板材料的切割上有著更多的優勢——更高的切割速度和更高的切割精度。與CO2激光器相比，在獲得相同切割質量的情況下，相同的功率能獲得更高的切割速度，相同的切割速度只需要更小的功率。其次，光束質量高，從而能夠實現更小的光斑直徑，即使在更長的工作距離及更大的焦深情況下，仍能提供很快的加工速度，極大地降低工件公差。以配置有IPG 2KW光纖激光切割機為例，其切割0.5mm碳鋼的速度可達40m/min。再則，光纖激光器配合同樣柔性化的機器人系統，可輕松實現三維切割，尤其是在汽車行業，基本上都是1mm左右的薄板曲面切割，光纖激光切割柔性設備以其極快的加工速度、便捷的維護、低廉的成本當仁不讓的占領了這片市場。

    光纖激光器相對于傳統的激光器在薄板高速切割上的優勢，必將加速其在激光切割市場上的發展，有著極大的市場潛力。