不銹鋼中厚板的激光切割工藝

隨著經(jīng)濟發(fā)展，不銹鋼中厚板的應用領域越來越廣泛，相關產(chǎn)品已廣泛應用于機械制造、船舶制造、橋梁建造等行業(yè)。不銹鋼厚板加工以激光切割為主，要實現(xiàn)高質量切割效果需要掌握一定的工藝技巧。

一般來說，中板是指厚度10.0-25.0mm的鋼板，厚度25.0-60.0mm的稱為厚板，厚度超過60.0mm的為特厚板。

激光切割厚板優(yōu)劣的標準

1.粗糙度

激光切割斷面會形成豎直的紋路，紋路的深度決定了切割表面的粗糙度，紋路越淺，切割斷面就越光滑，紋路越深，斷面則越粗糙。紋路越淺，切割質量就越高。

2.垂直度

對于厚鈑金來說，切割邊緣的垂直度是非常重要的。遠離焦點時，激光束變得發(fā)散，可能導致切縫上下寬度不一致；切割邊緣偏離垂直線過多，會導致工件不夠標準，難以使用；邊緣越垂直，則切割質量越高。

3.切割寬度

切割寬度決定輪廓的內徑，在實際切割時，需要調整參數(shù)，對切割掉的材料進行補償，以保證工件為所需要的尺寸。

4.紋路

高速切割厚板時，熔融金屬沒有由垂直激光束下方的切口里噴出，反而在激光束偏后處噴出來。這樣就會在切割邊緣形成彎曲的紋路。解決這個問題，需要在切割加工結尾時降低進給速率，這樣可以大大消除紋路的形成。

5.毛刺

毛刺的有無及多少是決定激光切割質量的一個非常重要的影響因素，毛刺的去除需要額外的工作量，這些都會計算在時間和人工成本里。所以，有無毛刺，是判斷激光切割是否合格的基礎標準。

6.熱影響區(qū)域

熱影響區(qū)域指的是內部結構發(fā)生變化的區(qū)域的深度。激光切割中，切口附近的金屬區(qū)域被加熱，這可能會導致金屬的結構發(fā)生變化。例如，一些金屬會發(fā)生硬化。

7.變形

如果切割使得部件急劇加熱，它就會變形，精細加工中這一點尤為重要。控制激光功率以及使用短激光脈沖可以減少部件變熱，避免變形。

激光切割不銹鋼厚板的工藝要求

1.噴嘴選型

噴嘴直徑大小決定了進入切口的氣流形狀、氣體擴散面積、氣體流速，從而影響了熔融物去除、切割的穩(wěn)定情況。進入切口的氣流量大、速度快、工件在氣流中的位置恰當，噴射去除熔融物的能力越強。不銹鋼越厚，噴嘴應使用越大，比例閥設置越大，增大流量，才能確保壓力，才能切割出正常斷面效果。

規(guī)格：噴嘴的規(guī)格在這里主要指端部孔徑，以Precitec的切割噴嘴為例，其孔徑從1.5mm到5.0mm。孔徑的選擇主要同切割功率有關，功率越大，產(chǎn)生的熱量就越多，就需要越大的氣量。當我們切3mm以下的板材時，一般選用2.0mm孔徑的噴嘴；切3mm到10mm的板材時，選用3.0mm的噴嘴，切10mm以上的板材時，就要用到3.5及以上的噴嘴了。

單雙層噴嘴：一般來說，氧化切割（輔助氣體是氧氣）用雙層噴嘴，熔融切割（輔助氣體是氮氣）用單層噴嘴。但有些激光器有專門的說明，用單層還是雙層，這種情況下，就按激光器說明書操作。

2.輔助氣體選擇和氣體純度

不銹鋼激光切割加工中經(jīng)常會用到各種輔助氣體，例如氧氣、氮氣、空氣等，使用不同的氣體類型，切割斷面的效果不同。氧氣是黑色斷面，空氣為淡黃色，氮氣可保持不銹鋼原色不被氧化。不銹鋼切割以氮氣為首選輔助氣體。

3.焦點位置

焦點不一樣，所能切割的厚度、材質、品質也不一樣，切割不同的材質和厚度，都需要調節(jié)成不同的焦點。切割前，測量出實際零焦點，以零焦點為基準才能夠進行切割工藝參數(shù)的測試和分析，不銹鋼切割以負離焦為主要工藝選擇方向。

4.激光頻率調整、脈沖占空比對切割質量的影響

頻率變化對不銹鋼厚板切割的影響：

頻率從500－100Hz范圍減小，切割斷面效果變細膩，分層慢慢改善。頻率設置到100Hz時，無法切割，反藍光。通過頻率的改變，找出最佳頻率范圍。為確保最佳切割斷面，必須保證脈沖次數(shù)與單脈沖能量完美匹配。