光纤激光数控切割机加工速度和优势

光纤激光数控切割机加工速度及切割效果平衡

    光纤激光数控切割机作为高精密切割方式的代表机型，在目前所知的金属切割方式中具有为精细的切割效果，同时在切割效率方面也有着不俗的表现。但不少用户企业就此认为所谓光纤激光数控切割机在切割质量方面如果希望能有所改善，则要求机床的切割加工速度越快越好，但实际情况却并非如此。以嘉倍徳科技FL.H光纤激光数控切割机为例，为保证机床在高速切割过程中的整体稳定性，公司技术部及生产部经过多年的实测分析和结构改善，目前1000W以内中低功率的光纤激光数控切割机已经能保证实现60M/MIN的空载运行速度，但我们并不建议用户在实际生产应用中匹配这种高速切割，其关键在于需要和光纤切割的质量予以平衡。本文将主要就光纤激光数控切割机加工速度与切割效果方面的平衡问题详细说明。

    光纤激光数控切割机加工过程中添加与被切材料相适合的辅助汽体。钢切割时利用氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料，同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气，棉、纸等易燃材料切割使用惰性汽体。进入喷嘴的辅助汽体还能冷却聚焦透镜，防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。

    光纤激光数控切割机加工无毛刺、皱折、精度高，优于等离子切割。对许多机电制造行业来说，由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件，它往往比冲切、模压工艺更被优先选用；尽管激光切割的加工速度还慢于模冲，但它没有模具消耗，无须修理模具，还节约更换模具时间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，所以从总体上考虑是更合算的。

    光纤激光数控切割机在切割时切割速度的选择其实也很重要，优秀切割速度范围可按照设备说明选定或用试验来确定，由于材料的厚薄度，材质不同，熔点高低，热导率大小以及熔化后的表面张力等因素，切割速度也相应的变化。

　　主要表现：

    1.切割速度适度地提高能改善切口质量，即切口略有变窄，切口表面更平整，同时可减小变形。

　　2. 切割速度过快使得切割的线能量低于所需的量值，切缝中射流不能快速将熔化的切割熔体立即吹掉而形成较大的后拖量，伴随着切口挂渣，切口表面质量下降。

　　3. 当切割速度太低时，由于切割处是等离子弧的阳极，为了维持电弧自身的稳定，阳极斑点或阳极区必然要在离电弧近的切缝附近找到传导电流地方，同时会向射流的径向传递更多的热量，因此使切口变宽，切口两侧熔融的材料在底缘聚集并凝固，形成不易清理的挂渣，而且切口上缘因加热熔化过多而形成圆角。

　　4. 当速度极低时，由于切口过宽，电弧甚至会熄灭。由此可见，良好的切割质量与切割速度是分不开的。

使用光纤激光切割机对薄板进行高速切割的优势

激光切割以其切割速度高、切割范围广、切缝窄、切割质量好、机械变形小、

    加工的时侯无工具磨损、加工柔性好等优点在现代制造业中得到了极为广泛的应用。在工业生产的全部激光加工应用中，激光切割所占的比例大约为70%以上，是激光加工中重要的一项应用技术。激光切割设备所使用的主流的光源为传统的CO2激光器。CO2激光切割设备可以稳定切割20mm以内的碳钢，10mm以内的不锈钢，8mm以内的铝合金。近几十年来，光纤激光器作为第四代激光器的代表，得到了非常迅速的发展。光纤激光器的输出功率从几年前的几十毫瓦，发展到现在的几十瓦、几千瓦甚至几万瓦。应用范围也越来越广泛，市场需求逐年增加，增长速度迅速。

    近几年光纤激光切割也开始登上了激光切割的大舞台。与传统的激光加工光源CO2激光器和YAG激光器相比，光纤激光器使用光纤作为工作物质，其种类较多，应用较多的主要是稀土掺杂光纤激光器，辐射波长由基质的稀土掺杂剂决定，其光束质量不受激光功率运作的影响，光束质量好。把光纤激光器应用到激光加工设备中，具有众多显着的优点：可以获得更小的聚焦光斑，提高加工精度；光纤传导激光，容易实现复杂加工和在线加工，具有很高的加工柔性；结构简单，体积小巧，使得光纤激光加工设备的重量和体积小，对场地面积要求小；电光转换效率高，电能消耗少。CO2激光切割系统的电源效率为8%~10%，而光纤切割系统大约为25%~30%；几乎不需要维护。因此，光纤激光器在激光加工成套设备领域中，有非常好的应用前景和经济价值。

    光纤激光器在切割4mm以内的薄板时优势明显。首先，光纤激光具有短波长的特性，有利于被金属材料吸收，使其在切割碳钢、不锈钢、以及纯铝、黄铜等高反射材料比传统的CO2激光切割机具有更快的切割速度。同时，可产生更加集中的光束和更小的焦点，更集中的能量和更小的热效应使得光纤激光在薄板材料的切割上有着更多的优势——更高的切割速度和更高的切割精度。与CO2激光器相比，在获得相同切割质量的情况下，相同的功率能获得更高的切割速度，相同的切割速度只需要更小的功率。其次，光束质量高，从而能够实现更小的光斑直径，即使在更长的工作距离及更大的焦深情况下，仍能提供很快的加工速度，极大地降低工件公差。以配置有IPG 2KW光纤激光切割机为例，其切割0.5mm碳钢的速度可达40m/min。再则，光纤激光器配合同样柔性化的机器人系统，可轻松实现三维切割，尤其是在汽车行业，基本上都是1mm左右的薄板曲面切割，光纤激光切割柔性设备以其极快的加工速度、便捷的维护、低廉的成本当仁不让的占领了这片市场。

    光纤激光器相对于传统的激光器在薄板高速切割上的优势，必将加速其在激光切割市场上的发展，有着极大的市场潜力。