全面分析与研究影响激光切割质量的原因，探讨改进措施

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全面分析研究影响激光切割质量的原因，探索改进措施并推广应用。

瑞士Bystronic激光切割机床是我公司为完成与阿尔斯通合作项目而采购的先进设备。 由于公司所使用的切割气体的限制、原材料的状态等客观因素，使用机床原有切削参数进行切割时，会出现切割面的情况。 表面不光滑、表面毛刺众多，严重影响产品质量，制约生产的顺利进行，对公司各项工程合同的履行造成严重影响。

切割现状及原因分析：

机床原有切削参数不能满足产品切削要求。 切割时出现切割不透明、断面纹理粗糙、断面氧化铁严重等现象； 编程布局不合理，切割时长材出现翘起，影响切割精度； 切割气体压力不稳定、不纯的气体影响切割质量； 气体纯度不稳定，难以调整正确的参数； 切削参数之间的相互作用使得参数的准确性难以调整。

激光切割下料质量分析的阶段划分

切割质量分析：

(1)切割镀锌板时，切割面出现不规则的深裂纹，且板材中心朝下有褐色区域。

镀锌板不规则截面图

原因：切削速度太快。

解决办法：降低速度。

(2)切削面上出现不规则的深裂纹。

碳钢异型材

原因：激光功率太高。

解决方法：降低激光切割功率。

(3)切割不锈钢时出现以下情况。

不锈钢不规则缝隙

原因：氮气压力过低。

解决方法：增加氮气压力。

(4) 切削碳钢时出现。

碳钢不规则缝

原因：氮气不纯，气管内有氧气或空气。

解决办法：检查氮气纯度，增加延时清洗气管，检查气路（无泄漏）。

(5)切割碳钢时，板材表面会出现凹形，结构粗糙，板材底部会出现严重的熔滴形成。

碳钢异形切割断面

原因：焦点位置太低。

解决方法：将切割焦点位置向上移动。

该公司常用四种类型的板材进行具体参数优化分析。

(1)采用不同材料、相同厚度进行参数优化试验，记录数据如表所示。

优化参数统计

相关参数分析

(2)对不同材料、不同厚度进行参数优化试验，记录数据如表所示。

优化参数统计

从上述验证数据可以看出，优化最佳参数是所有切削因素中的关键环节。

(3)利用流程图和相关图分析影响切割质量的原因。

流程图

关联图

从图中可以看出，优化最佳切削参数是提高切削质量的主要因素。

分析总结

(1)碳钢首选O2切割，先调整功率，不锈钢板、镀锌板、铝板优先选择N2切割，先调整切割速度。

(2)切割普通碳钢板时，如果激光功率和气体压力较低，喷嘴直径较小，零件无法切穿，底面有大量残留物，则增加激光功率和气压，使用大喷嘴，并降低切割速度。

(3)切割镀锌板时，如果板材底部出现残渣，且切割断面呈褐色，应先降低切割速度，然后再考虑降低功率。 如果板材底部出现硬质蓝色毛刺，则提高焦点位置，切割面将被精细切割。 但熔融材料并未完全吹走，板底部出现硬毛刺，使气体压力增大。

改善措施

(1)为了将钣金准确地放置在工作台上，并减少手动移动对钣金造成的表面损伤，应合理制作冲裁定位工装，使冲裁材料一次性就位，保证配件的表面质量。

(2)基于参数优化试验建立参数数据库。 数据库要细化到不同的材料、板厚等，机床每生产一种类型的配件，都会根据参数优化经验来优化最佳参数。 如果首件切割合格，则该材料对应的切割速度等相关参数将被纳入数据库，为同种材料的下料做好准备。 也就是说，它方便了工作并降低了生产成本。

(3)编制激光切割程序时，应细化配件种类，合理排列材料，易变形配件应放在专门位置，不易变形、不易脱落的配件应放在专用位置。彼此嵌套。 应根据实际情况添加微连接点，最后优化切割。 订单，既节省了板材材料，又避免了激光割嘴的损坏。

床单被抬起

（如果板材翘曲，应设置微连接点）

集合顺序颠倒

（应先切割小的内部零件，然后切割大的外部零件）

通过对激光切割质量的分析和研究，我们采取了上述改进措施，大大提高了配件的质量和精度，有效保证了产品的一次验收率，为公司履行合同提供了有力的保障。