激光切割加工基础知识
第一部分 激光切割的原理和功能
一、激光切割的原理
激光切割是由电子放电作为供给能源，通过 He 、N 2、CO 2 等混合气体为激发媒介，利用反射镜组聚焦产生激光光束，从而对材料进行切割。
激光切割的过程：在数控程序的激发和驱动下，激光发生器内产生出特定模式和类型的激光，经过光路系统传送到切割头，并聚焦于工件表面，将金属熔化；同时, 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走；在由程控的伺服电机驱动下，切割头按照预定路线运动，从而切割出各种形状的工件。
图1：激光切割示意图
二、机床结构
SLCF-X15×40F 数控激光切割机是意大利普瑞玛（PRIMA ）工业公司的主导机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机，加工板材尺寸为1500×4000毫米，配有交换工作台。
（一） 该机型的主要特点如下：
● 悬臂式开式结构，可从三个方向上下料，人机接近性极好，可放置超长超宽的
板材。
● 可移动式切割工作台与主机分离，柔性大。可加装焊接、切管等功能。
● 精密传动部件不在切割区域内，防护容易，也不会由于工作台及床身切割热变
形影响机床的精度。
● 从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差，避免了横梁的扭动，使得光路稳
定，切割精度提高。
● 配有高速的Z 轴系统，同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等，大
大提高了加工效率。
● 新型的PM —400V2.0智能化编程软件，具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高
效穿孔、尖角处理等功能。
● 具有先进的多腔分室除尘系统，比单纯的抽风系统除尘效果更高。
1—激光器；2—激光束；3—全反射棱镜；4—聚焦物镜；5—工件；6—工作台
（二）机床的结构主要由以下几部分组成：
1、床身
全部光路安置在机床的床身上，床身上装有横梁、切割头支架和切割头工具，通过特殊的设计，消除在加工期间由于轴的加速带来的振动。机床底部分成几个排气腔室，当切割头位于某个排气室上部时，阀门打开，废气被排出。通过支架隔架，小工件和料渣落在废物箱内。
2、工作台
移动式切割工作台与主机分离，柔性大，可加装焊接、切管等功能。配有两张1.5米×4米的工作台可供交换使用，当一个工作台在进行切割加工的同时，另一张工作台可以同时进行上下料操作，有效提高工作效率。两个工作台可通过编程或按钮自动交换。
工作台下方配有小车收集装置，切割的小料及金属粉末会集中收集在小车中。
3、切割头
是光路的最后器件，其内置的透镜将激光光束聚焦，标准切割头焦距有 5 英寸和 7.5 英寸(主要用于割厚板)两种。良好的切割质量与喷嘴和工件的间距有关，本机切割头使用德国PRECITEC公司生产的非接触式电容传感头，在切割过程中可实现自动跟踪与修正工件表面与喷嘴的间距，调整激光焦距与板材的相对位置，以消除因被切割板材的不平整对切割材料造成的影响。自动找准材料的摆放位置（红光指示器）。
4、控制系统
控制系统包括数控系统（集成可编程序控制器PLC）、电控柜及操作台。PMC-1200数控系统由32位CPU控制单元、数字伺服单元、数字伺服电机、电缆等组成，采用全中文才做界面，10.4"彩色液晶显示器，能实现机外编程计算机与机床的控制系统进行数据传输通讯（具有232接口），具有加速、突变限制；具有图形显示功能，可对激光器的各种状态进行在线和动态控制功能。
5、激光控制柜
控制和检查激光器的功能，并显示系统的压力、功率、放电电流和激光器的运行模式。
6、激光器
采用原装进口德国ROFIN公司SLAB3000W型激光发生器，是目前世界先进的RF 激励板式放电的二氧化碳激光器。其心脏是谐振腔, 激光束就在这里产生，激光气体是由二氧化碳﹑氮气﹑氦气的混合气体，通过涡轮机使气体沿谐振腔的轴向高速运动，气体在前后两个热交换器中冷却，以利于高压单元将能量传给气体。
7、冷却设备
冷却激光器、激光气体和光路系统。
8、除尘装置
内置管道及风机，改善了工作环境。切割区域内装有大通径除尘管道及大全压的离心式除尘风机，加之全封闭的机床床身及分段除尘装置，具有较好的除尘效果。
9、供气系统
包括气源、过滤装置和管路。气源含瓶装气和压缩空气（空气压缩机、冷干机）。
（三）设备的技术参数
（四）ROFIN 3000W CO2激光发生器技术参数
三、切割方法
不同的材料，切割方法不一样，主要分为熔化切割、氧化切割、气化切割、导向断裂切割等。
1、熔化切割
在激光熔化切割中，工件材料在激光束的照射下局部熔化，熔化的液态材料被气体吹走，形成切缝，切割仅在液态下进行，故称为熔化切割。切割时在与激光同轴的方向供给高纯度的不活泼气体，辅助气体仅将熔化金属吹出切缝，不与金属反应。这种切割方法的激光功率密度在107W/cm2左右。
●激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参
于切割。
●最大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化
温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。
2、氧化切割
与熔化切割不同，激光氧化切割使用活泼的氧气作为辅助气体。由于氧与已经炽热了的金属材料发生化学反应，释放出大量的热，结果是材料进一步被加热。
●材料表面在激光束照射下很快被加热到燃点温度，与氧气发生激烈的燃烧反
应，放出大量热量，在此热量作用下，材料内部形成充满蒸汽的小孔，而小孔周围被熔化的加工材料所包围。
●燃烧物质转移成熔渣，控制氧和加工材料的燃烧速度，氧气流速越高，燃烧
化学反应和去除熔渣的速度也越快。但是，如果氧气速度过快，将导致割缝出口处的反应产物即金属氧化物的快速冷却，对切割质量造成不利影响。
●切割过程存在两个热源：激光束照射能和化学反应所产生的热能。据估计，
切割碳钢时，氧化反应所产生的热能占切割所需能量的60%。
●在氧化切割过程中，如果氧化燃烧的速度高于激光束移动的速度，割缝将变
宽且粗糙，反之，如果移动速度慢，则割缝窄而光滑。
3、气化切割
激光束焦点处功率密度非常高，可达106W/cm2以上，激光光能转换成热能，保持在极小的范围内，材料很快被加热至气化温度，部分材料气化为蒸汽逸去，部分材料被辅助气体吹走，随着激光束与材料之间的连续不断的相对运动，便形成宽度很窄（如0.2mm）的割缝。这种切割方法的功率密度在108W/cm2左右。一些不能熔化的材料如木材、碳素材料和某些塑料即通过这种方法进行切割。
●激光氧化切割在加工精密模型和尖角时是不好的（有烧掉尖角的危险）。可以
使用脉冲模式的激光来限制热影响。
●所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下，限制因数就是氧
气的供应和材料的热传导率。
4、导向断裂切割
对于容易受热破坏的脆性材料，通过激光束加热进行高速、可控的切断，称为导向断裂切割。这种切割过程主要内容是：激光束加热脆性材料小块区域，引起该区域大的热梯度和严重的机械变形，导致材料形成裂缝。只要保持均衡的加热梯度，激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。
选择切割方法，需考虑它们的特点和板件的材料，有时也要考虑切割的形状。由于气化相对熔化需要更多的热量，因此激光熔化切割的速度比激光气化切割的速度快，激光氧化切割则借助氧气与金属的反应热使速度更快；同时，氧化切割的切缝宽，粗糙度高，热影响区大因此切缝质量相对较差，而熔化切割割缝平整，表面质量高，气化切割因没有熔滴飞溅，切割质量最好。另外，熔化切割和气化切割可获得无氧化切缝，对于有特殊要求的切割有重要意义。
一般的材料可用氧化切割完成，如果要求表面无氧化，则须选择熔化切割，气化切割一般用于对尺寸精度和表面光洁度要求很高的情况，故其速度也最低。另外，切割的形状也影响切割方法，在加工精细的工件和尖锐的角时，氧化切割可能是危险的，因为过热会使细小部位烧损。
四、运行模式
激光器经常运行在连续输出模式，为了得到最佳的切割质量，对于给定的材料，有必要调整进给速率，例如拐弯时的加速，减速和延时。因此，在连续输出模式下，降低功率是不够的，必须通过变化脉冲来调整激光功率。
表4：各种不同的激光运行模式、应用范围和举例．
在连续模式下，激光输出的功率是恒定的，这使得进入板料的热量比较均匀，它适合于一般情况下较快速的切割，一方面可以提高工作效率，另一方面也是避免热量集中导致热影响区组织恶变的需要。
调制模式的激光功率是切割速度的函数，它可以通过限制在各点处的功率使进入板料的热量保持在相当的低水平，从而防止切缝边缘的烧伤。由于它的控制比较复杂，因此效率不是很高，只在短时段内使用。
脉冲模式虽可细分为三种情况，实质上只是强度的差别，往往根据材料的特性和结构的精度来选择。
五、激光切割的特点
1、激光切割的切缝窄，工件变形小
激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度。这时光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分，材料很快加热至汽化程度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切边受热影响很小，基本没有工件变形。
切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。碳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。
大多数有机与无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统占有份量很重的金属加工业，许多金属材料，不管它是什么样的硬度，都可以进行无变形切割。
当然，对高反射率材料，如金、银、铜和铝合金，它们也是好的传热导体，因此激光切割很困难，甚至不能切割。
激光切割无毛刺、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；尽管它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。
2、激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工
激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点，把它应用于切割有许多特点。首先，激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内，可提供：（1）狭窄的直边割缝；（2）最小的邻近切边的热影响区；（3）极小的局部变形。
其次，激光束对工件不施加任何力，它是无接触切割工具，这就意味着：（1）工件无机械变形；（2）无刀具磨损，也谈不上刀具的转换问题；（3）切割材料无须考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响，任何硬度的材料都可以切割。
再次，激光束可控性强，并有高的适应性和柔性，因而：（1）与自动化设备相结合很方便，容易实现切割过程自动化；（2）由于不存在对切割工件的限制，激光束具有无限的仿形切割能力；（3）与计算机结合，可整张板排料，节省材料。
3、激光切割具有广泛的适应性和灵活性
与其它常规加工方法相比，激光切割具有更大的适应性。与其他热切割方法相比，同样作为热切割过程，别的方法不能象激光束那样作用于一个极小的区域，结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。激光能切割非金属，而其它热切割方法则不能。
六、气体参数的控制
在实际的激光切割过程中，还要有辅助气体的参与。辅助气体不但可以将熔渣及时吹走，还起到冷却工件和清洁透镜的作用，选用不同的辅助气体，更能够改变切割的速度及割缝表面质量，对特殊金属的切割具有重大意义。
影响气体的参数包括气体类型、气体压力和喷嘴直径。
(1)辅助气体类型
辅助气体类型有氧气、空气、氮气和氩气。氧气适合于厚板切割、高速切割和极薄板切割；空气适合于铝板、非金属及镀锌钢板的切割，在一定程度上它可以减少氧化膜且节省成本；氮气作为切割时的保护气体可防氧化膜发生，防止燃烧(在板料较厚时容易发生)；氩气用于钛金属切割。
(2)气体压力
气体压力分高压和低压两种,根据激光机的技术参数，高压最大为20兆帕，
低压最大为 5 兆帕。选择压力的依据有板料厚度、切割速度、熔化金属的粘度和激光功率。当料厚较大，切速较快，金属液体的粘度较高时,可选用高一些的压力；相反，对于薄料、慢速切割或液态粘度小的金属，则可选择适当的低压。功率较大时适当增加气体压力对冷却周围材料是有益的,它适用于有特殊要求的场合。不管选用怎样的压力，其原则都是在保证吹渣效果的前提下尽可能经济。
(3)喷嘴直径
喷嘴直径的选取与气体压力的选择原则上是一样的,但它还与切割方法有关。对于以氧气作为辅助气体的切割，由于金属的燃烧，割缝较宽，要想迅速有效地吹走熔渣，得选用大直径的喷嘴才行，对于采用脉冲切割的场合，割缝较小,不宜选用太大的喷嘴。有时喷嘴大小的选择会与压力选择相矛盾,在不能两全的情况下,通过调节喷嘴与切缝的距离也能起到一定的作用。
常用的喷嘴直径是1.5和2.0的。
七、材料特性与激光加工的关系
工件切割的结果可能是切缝干净，也可能相反，切缝底部挂渣或切缝上带有烧痕，其中很大的一部分是由材料引起的。影响切割质量的因素有：合金成分、材料显微结构、表面质量、表面处理、反射率、热导率、熔点及沸点。
通常合金成分影响材料的强度﹑可焊性﹑高氧化性和耐腐蚀性，所以含碳量越高越难切割；晶粒细小切缝品质好；如果材料表面有锈蚀，或有氧化层，熔化时因氧化层与金属的性质不同，使表面产生难熔的氧化物，也增加了熔渣，切缝会呈不规则状；表面粗造减少了反光度，提高热效率，经喷丸处理后切割质量要好许多。导热率低则热量集中，效率高。
因此，越是晶粒细小、表面粗糙、无锈蚀、导热率低的材料越容易加工，而含碳量高、表面有镀层或涂漆、反光率高的材料较难切割。含碳量高的金属多属于熔点比较高的金属，由于难以熔化，增加了切穿的时间。一方面，它使得割缝加宽，表面热影响区扩大，造成切割质量的不稳定；另一方面，合金成分含量高，使液态金属的粘度增加，使飞溅和挂渣的比率提高，加工时对激光功率、气吹压力的调节都提出了更高的要求。镀层和涂漆加强的光的反射，使熔融因难；同时，也增加了熔渣的产生。
八、激光切割应注意的问题
前面分析了激光切割最主要的几个技术参数，它们决定了切割工艺的主要方面，但并不是只要把握了这就一定能加工出高质量的产品，还有几个问题是特别需要引起注意的：
1、切速的选择
激光切割的速度最大可达200—300mm/s，实际加工时往往只有最大速的 1/3 —1/2，因为速度越高，伺服机构的动态精度就越低，直接影响切割质量。有实
验表明，切割圆孔时，切速越高，孔径越小，加工的孔圆度就越差。只有在长边直线切割时才可以使用最大速切割以提高效率。
2、切割的引线和尾线
在切割操作中，为了使割缝衔接良好，防止始端和终点烧伤，常常在切割开始和结束处各引一段过渡线，分别称作引线和尾线。引线和尾线对工件本身是没有用的, 因此要安排在工件范围之外，同时注意不能将引线设置在尖角等不易散热处。引线与割缝的连接尽量采用圆弧过渡，使机器运动平稳并避免转角停顿造成烧伤。
3、尖角的加工
用走圆弧加工出钝角
如有可能，避免加工没有圆弧的角。带圆弧的角有下列好处：ａ）轴运动的动态性能好；ｂ）热影响区小；c）产生的毛刺少。对于不带圆角的边角，可以设定的最大半径是切缝宽度的一半。此时切割出来的边角是没有圆角的。
图2：走圆弧法加工钝角
用圆孔成角法在薄板上切割尖角
当在薄板上高速切割时，建议使用圆孔成角法切割尖角，它有下列好处：ａ）切割尖角时，轴向变化均匀；ｂ）切角时，切速恒定；ｃ）防止了轴振动，避免毛刺生成；ｄ）尖角处的热影响区小。
图3：圆孔成角法加工锐角
用延时法在厚板上切割尖角
切割厚板时，如果还使用圆孔成角法，尖角周围会过热，此时应采用参数:“Critical angle ,dwell time”来切割尖角，机器运动到尖角处，停顿特定的时间，然后继续转向运动。
九、激光所用气体
激光所用气体包括激光器工作和保护气体以及切割辅助气体。
激光器工作气体用于产生激光，保护气体用于保护光学器件、驱动光闸。激光器工作气体由氦气、氮气、二氧化碳气体按照一定比例混合，这个比例在工厂
预定好，确保最佳性能，不要随便调整，比例不当，可能会造成激光系统的失效和高压电源的损害。激光器所用气体均为高纯度，均在 99.999%以上.
切割辅助气体主要是 N2或 O2，有的材料切割可以使用压缩空气作为切割辅助气体。N2切割的切割面比较光亮；O2切割的切割面由于材料被氧化而发黑。切割辅助气体的纯度越高，切割面的质量越好。
第二部分激光切割工艺切割工艺与下述因素关系紧密：
激光模式
激光功率
焦点位置
喷嘴高度
喷嘴直径
辅助气体
辅助气体纯度
辅助气体流量
辅助气体压力
切割速度
板材材质
板材表面质量（如生锈、异物等）
与切割相关的各工艺参数如下图所示。
图4：切割工艺参数
一、激光模式
激光器的模式对切割影响很大，切割时要求到达钢板表面的模式较好。这与激光器本身的模式和外光路镜片的质量有直接的关系。
激光束横截面上光强的分布情况称为激光横模。一般笼统地把横模当作激光模式。用符号TEMmn表示各种横向模式。TEM表示横向电磁波，m、n均为正整数，分别表示在x轴和y轴方向上光强为零的那些点的序数，称为模式序数。下图示出了几种不同的激光束横模的光斑。TEM00模又称基模，其光斑中任何一点光强都不为零。若光斑在x方向上有一点光强为零，称为TEM10模；在y方向上有一点光强为零，称为TEM01模。以此类推，模式序数m和n越大，光斑中光强为零的点的数目越多。有不同横向模式的激光束称为多模。
图5：模式光斑
上图中，TEM00模，称为基模。TEM*01模，是单环模，也叫准基模。为了与TEM01区分，特地加上星号*。TEM01模与TEM10模其实可视为相同的模式，因为X、Y 轴原本就是人为划分的。下面示出的是几种模式的立体图。
图6：TEM00模式立体图
图7：TEM20模式立体图图8：TEM23模式立体图
图9：多模
二、焦点位置
焦点位置是一个关键参数，应正确调节焦点位置。
1. 焦点位置与切割面的关系
焦点位置示意图特征
零焦距
焦点在工件
表面切幅
喷嘴
适用于5毫米以下薄碳钢等。
（切断面）
焦点在工件上表面，所以，切割光滑，下
表面则不光滑。
2. 焦点位置对切割断面的影响
3. 焦点寻找
焦点确定的方法和步骤：
1）取下喷嘴，Z轴下降，距板面2~3mm。
2）执行寻找焦点子程序1991。
（CALL 1991）
速率倍率设为100%。
3）移动Y轴到划痕最细处。
4）计算焦点位置Z f
焦点位置为Z f=Z+Y×0.5
其中：Z——当前Z轴坐标；Y——当前Y轴坐标。5）装上喷嘴，将焦点微调调至刻度5。
6）手动切换到随动。
7）调节焦点，使Z轴坐标达到Z f的值，锁紧切割头。
此时焦点位于板面。
三、喷嘴
喷嘴形状、喷嘴孔径、喷嘴高度（喷嘴出口与工件表面之间的距离）等，均会影响切割的效果。
图10：喷嘴
1. 喷嘴的作用
（1）防止熔渍等杂物往上反弹，穿过喷嘴，污染聚焦镜片。
（2）控制气体扩散面积及大小，从而控制切割质量。
图11：没有喷嘴时，气体喷出的情况
图12：有喷嘴时，气体喷出的情况
2. 喷嘴与切割品质的关系
喷嘴出口孔中心与激光束的同轴度是影响切割质量优劣的重要因素之一，工件越厚，影响越大。
当喷嘴发生变形或有熔渍时，将直接影响同轴度。
故喷嘴应小心保存，避免碰伤以免造成变形。喷嘴形状和尺寸的制造精度高，安装时应注意方法正确。
如果由于喷嘴的状况不良，从而需要要改变切割时的各项条件，那就不如更换新的喷嘴。
如果喷嘴与激光不同轴，将对切割质量产生如下影响。
a．对切割断面的影响
如图所示，当辅助气体从喷嘴吹出时，气量不均匀，出现一边有熔渍，另一边没有的现象。对切割3mm以下薄板时，它的影响较小，切割3mm以上时，影响较严重，有时无法切透。
图13：同轴度对切割断面的影响
b．对尖角的影响
工件有尖角或角度较小时，容易产生过熔现象，厚板则可能无法切割。
c．对穿孔的影响
穿孔不稳定，时间不易控制，对厚板会造成过熔，且穿透条件不易掌握。对薄板影响较小。
3. 喷嘴孔与激光束同轴度的调整
喷嘴孔与激光束的同轴度的调整步骤如下：
（1）在喷嘴的出口端面涂抹印泥（一般以红色为好），将不干胶带贴在喷嘴出口端面上。如图所示。
图14：调整同轴步骤1
（2）用10~20瓦的功率，手动打孔。
（3）取下不干胶纸，注意保持其方向，以便与喷嘴相比照。
正常情况下，不干胶纸上会留下一个黑点，是被激光烧损的。但如果喷嘴中心偏离激光束中心过大时，将无法看到这个黑点（激光束射到了喷嘴的壁上）。
图15：喷嘴偏离太大
（4）如果打出的中心点时大时小，请注意条件是否一致，聚焦镜是否松动。
图16：聚焦镜松动
（5）注意观察黑点偏离喷嘴中心的方向，调整喷嘴位置。
图17：调整喷嘴位置，与激光束同轴
4. 喷嘴孔径
孔径大小对切割质量和穿孔质量有关键性的影响。
如果喷嘴孔径过大，切割时四处飞溅的熔化物，可能穿过喷嘴孔，从而溅污镜片。孔径越大，几率越高，对聚焦镜保护就越差，镜片寿命也就越差。
?喷嘴孔径的比较
喷嘴孔径气体流速（量）熔融物去除能力
小快大
大慢小
?喷嘴φ1、φ1.5的差异
喷嘴直径薄板（3mm以下）
厚板（3mm以上）
切割功率较高，散热时间较长，切割时间亦较长
φ1 切割面较细气体扩散面积小，不太稳定，基本可用
φ1.5 切割面会较粗，转角地方易有溶渍气体扩散面积大，气体流速较慢，切割时较稳定
5. 喷嘴高度的调整
喷嘴高度即喷嘴出口与工件表面之间的距离。此高度设定范围在0.5mm～4.0mm 之间，而切割时一般我们会设定在0.7mm～1.2mm，过低会导致喷嘴易碰撞到工件表面，过高会降低辅助气体的浓度和压力，造成切割质量下降。打孔时此高度要比切割
高度略高，高度设定在3.5mm～4mm,这样有效防止打孔时所产生的飞溅物污染聚焦镜。
图18：喷嘴高度
图19：电容传感器控制盒
调节EG495调节盒上带刻度电位器，其刻度基本上代表喷嘴与板面之间的距离（0.5到10mm）。比如，刻度为1.5，喷嘴与板面之间的距离为1.6mm左右。
随动传感器
随动传感器的调整，务必按照要领进行。
四、切割速度
切割速度直接影响切口宽度和切口表面粗糙度。不同材料的板厚，不同的切割气体压力，切割速度有一个最佳值，这个最佳值约为最大切割速度的80％。
1. 速度过快
如果切割速度过快，可能造成以下后果。
1) 可能无法切透，火花乱喷。
2) 有些区域可以切透，但有些区域无法切透。
3) 整个断面较粗，但不产生溶渍。
4) 切割断面呈斜条纹路，且下半部产生溶渍。
图20：速度过快
2. 速度太慢
1)造成过熔，切断面较粗糙。
2)切缝变宽，尖角部位整个溶化。
3)影响切割效率。
3. 确定适当的切割速度
从切割火花判断进给速度可否增快或减慢
1）火花由上往下扩散
图21：切割速度正常
此文档下载后即可编辑 第一章激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用，产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应，对于相同厚度的结构钢，采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面，该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的（有烧掉尖角的危险）。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下，限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外，这些材料通常要达到更厚的切口。 ——在激光气化切割中，最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。 ——激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。 ——在板材厚度一定的情况下，最大切割速度反比于材料的气化温度。 ——所需的激光功率密度要大于108W/cm2，并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。 ——在板材厚度一定的情况下，假设有足够的激光功率，最大切割速度受到气体射流速度的限制。 第二章加工过程
激光切割加工基础知识 第一部分 激光切割的原理和功能 一、激光切割的原理 激光切割是由电子放电作为供给能源，通过 He 、N 2、CO 2 等混合气体为激发媒介，利用反射镜组聚焦产生激光光束，从而对材料进行切割。 激光切割的过程：在数控程序的激发和驱动下，激光发生器内产生出特定模式和类型的激光，经过光路系统传送到切割头，并聚焦于工件表面，将金属熔化；同时, 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走；在由程控的伺服电机驱动下，切割头按照预定路线运动，从而切割出各种形状的工件。 图1：激光切割示意图 二、机床结构 SLCF-X15×40F 数控激光切割机是意大利普瑞玛（PRIMA ）工业公司的主导机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机，加工板材尺寸为1500×4000毫米，配有交换工作台。 （一） 该机型的主要特点如下： ● 悬臂式开式结构，可从三个方向上下料，人机接近性极好，可放置超长超宽的 板材。 ● 可移动式切割工作台与主机分离，柔性大。可加装焊接、切管等功能。 ● 精密传动部件不在切割区域内，防护容易，也不会由于工作台及床身切割热变 形影响机床的精度。 ● 从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差，避免了横梁的扭动，使得光路稳 定，切割精度提高。 ● 配有高速的Z 轴系统，同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等，大 大提高了加工效率。 ● 新型的PM —400V2.0智能化编程软件，具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高 效穿孔、尖角处理等功能。 ● 具有先进的多腔分室除尘系统，比单纯的抽风系统除尘效果更高。 1—激光器；2—激光束；3—全反射棱镜；4—聚焦物镜；5—工件；6—工作台
激光切割作业指导书编号：WHJX/ZD02-04 编制：技术科 审核：王煜梅 批准：徐公明 实施日期:2009.5.10 诸城市五环机械有限公司
激光割作业指导书 一、适用范围 本文件适用于激光切割下料。下料前须保证来料符合相应的板料技术规范和相关标准。 二、适用人员：本公司新产品车间激光设备操作工人，适用产品：可采用激光设备进行切割下料成品或半成品； 三、作业流程 1排版编程→2设备准备工作→3传输程序→4上料至切割平台→5切割下料(先行首件加工)→6 首件检查→7批量生产→8卸活打磨→ 1、排版编程 1.1、根据钢板大小设定版幅，版幅的设定为“长×宽”，载入零件图，按零件工艺卡片编程，套裁切割下料排版时，折弯零件的折弯线须保证与钢板轧制方向垂直，若零件纵向和横向均需折弯时，零件较长的长度方向须保证与钢板轧制方向一致； 1.2、套裁切割下料排版时，两工件间距为10mm~18mm，工件与板材边距≥20mm。 1.3、基础件上有孔的要求先割孔再割外形；分左右件的基础件下料需按照左右件编程进行切割， 1.4、切割起弧点的位置 1.4.1、如果工件留有机加工放量区域，从起弧点转入工件边缘时，起弧点可以留在机加工 放量区域，但须保证该起弧点在机加工时可以完全去除。 1.4.2、如果工件无机加工放量区域，从起弧点转入工件边缘时，起弧点须保证在工件的外 缘，具体接入点如图所示。 a、直线边缘，由角度顶点切入。图1 b、圆弧边缘，由圆弧切点切入。图2
2、设备准备工作 2.1 设备操作前检查以下项目：电、冷却水、氧气供应情况，数控系统各部动作正常方可 开机。设备如有问题及时反映给设备科，在最短时间内处理完问题。 2.2 设备各项指标正常开始传输程序。 3、传输程序 将图形（2004CAD）排版转换成CNC程序，根据材质、板厚确定激光功率、辅助气体、辅助气体流量、辅助气体压力、切割速度。切割过程中如发现问题应及时调整加工参数。用网线连接电脑与激光切割数控系统，将编好的程序传输至数控系统。 4、上料至切割平台 下料人员根据生产订单需要从原材料库提取钢板，并填写“领料单”做好记录。注意检查板材上是否有炉号，一般情况下一张板上有钢印炉号。如没有炉号，则通知检查员、生产调度、板材分割人员到现场确认炉号。板材确认没有问题后，将钢板吊至工作台，板材的轧制方向与工作台的长度方向一致，起吊过程中注意安全。 5、切割下料(先行加工首件) 5.1每次重新开机都必须先回到机床原点。 5.2钢板放好后对刀，对刀时X向和Y向直线度不得超过8mm（必要时参考排版图的版幅，使切割的工件保持在钢板范围内）。对原点时注意避让钢板边缘，工件与钢板边距≥20mm。的最大边不得大于1.7mm；工件所打磨的倒角处必须有明显的打磨痕迹；工件所打磨的倒角尺寸须均匀，不得有明显的凹凸和不均匀。 6、首件检查 6.1切割每种产品的首件时要检查，下料人员切割完后请工艺员、质检员到场检查。首先测量线性尺寸，以切割大边为检查依据，误差以《PZSGY00－001基础件未注公差及表面质量技术要求》为准 6.2圆弧检查以合格的样板为主，量具为辅。工件检查合格后继续切割下一个工件，每个品种都做完首件检查后开始批量下料。
第一章激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用，产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应，对于相同厚度的结构钢，采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面，该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的（有烧掉尖角的危险）。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下，限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外，这些材料通常要达到更厚的切口。 ——在激光气化切割中，最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。 ——激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。 ——在板材厚度一定的情况下，最大切割速度反比于材料的气化温度。 ——所需的激光功率密度要大于108W/cm2，并且取决于材料、切割深度和光束焦点位置。 ——在板材厚度一定的情况下，假设有足够的激光功率，最大切割速度受到气体射流速度的限制。 第二章加工过程
瑞士百超(AB)激光切割机培训测试题答案 一．填空题： 1．影响激光切割质量的主要参数有切割速度，切割气体压力，激光功率，焦点位置等。 2．要求切割一个圆孔，调整该孔的圆度的参数是Dynamic Factor，调整孔的尺寸偏差的参数是Tool Radius。 3．切割一个带90 直角的工件，影响直角切割质量的几个主要参数是Modulation， Acceleration Factor , Brake Factor 。 4．切割一个碳钢板材料时，当切割孔的直径尺寸远小于板材厚度时，我们建议采用激光脉冲切割方式切割该孔。 二．进行工作台的自动交换，机器首先要满足一系列条件，请列出并说明： 1．机器切割头回到参考点位置。 2．安全门关闭。 3. 光栅保护系统处于正常状态； 4. 工作台上没有材料探出台面，交换台导轨上没有杂物。 三．假如在操作过程中，机床操作电脑MMC 及PLC上出现如下报警，请注明报警原因及解决方法： 1．Drive not ready . 原因：CNC 伺服系统报警,解决方法:CNC柜中按CPU复位键,按报警的伺服单元复位键。 2. Gas jet error > Waiting for
FIBERBLADE Cutting System 光纤激光切割机 一、Messer激光切割系统介绍 1、机器原理 梅塞尔公司在工业用激光切割机的开发和制造领域已有近40年的经验. 其激光技术得到 了世界范围的认可, 并在许多不同领域得到应用. 划时代的技术发展, 如专利激光切割头, 表明了梅塞尔公司的技术能力. 在此领域为激光加工建立的新标准将为客户带来巨大的利益. 产品系列包括: 2维激光切割系统 3维激光切割系统
激光焊接系统 自动化设备 装料及卸料系统 通过与世界领先的激光器厂商的常年合作, 保证机器与激光的最佳组合. 其大激光功率及用户友好式的CNC数控系统适应高速切割及广泛的生产制造领域. Fiberblade具备良好的动态性能, 在宽广范围内可实现切割与零件重量无关的高精度无挂渣的成品零件. 机器配合编程软件及相应自动套料程序, 可实现快速高效的零件编程, 扩展机器应用. 应用激光束作为工具, 切割速度快, 成品部件割缝窄, 精度高. 可无困难地实现复杂轮廓的切割. 切口边缘光洁、无毛刺, 绝大多数场合下无需后续处理. Fiberblade主要应用领域为金属加工, 特别是碳钢、不锈钢和铝材. 该系统既可应用氧气切割, 也可采用保护气体实现高压切割. 经测试其可切割性后, 该系统可切割金属合金、塑料以及非金属材料机器设计理念除了实现最佳切割结果外, 同样关注环境保护问题. 采用抽烟除尘装置可满足最严格的排放标准. 机器可满足现有安全规程, 满足相关CE标准. 2、功能描述
Fiberblade激光切割机,是一个集最新动力工程，电脑数控和光纤激光器技术的全新技术 发展水平的设计它是市面上最先进的紧凑型中规格工业级光纤激光切割系统；无需激光器 维护的低维修费系统，高效率、低功耗。 机器工作台采用交换式工作台系统，减少上料时间. 该系统交替使用两块台面. 切割一块台面上的板材, 同时另一块台面位于工作区域外. 操作员可取下成品部件并换上新板, 机器同时进行切割. 另一台面上的工件完成后, 由工作区域换出, 新板就位. 板材置于工作台支架上并确定位置后, 切割头随垂直定位轴下降. 传感控制器保证切割头维持正确定位, 可避免板材变形引起的问题. 激光束通过光纤传输到切割头上, 然后由透镜聚焦. 切割头沿工件轮廓移动, 但不与工件接触, 激光束和切割气体通过割嘴聚集到工件上. 横向运动通过溜板滑动定位实现. 纵向运动由车架自行移动实现. 两套同步驱动伺服电机确保设备的高精度, 轴向运动的高加速度, 可变激光功率控制, 可切割如窄条, 尖角等的复杂图形部件. 通过CNC数控系统可自动设定切割参数如气体种类, 气体压力, 激光参数. CNC数控系统内的切割数据及图形数据的分离, 可实现快速变化的工作要求, 并增加机器功能的灵活性, 适用范围更广. 由随动式直接抽风系统, 把切割过程中产生的尘粒抽出, 并经过烟尘过滤后, 达到安全及环境规范的排放要求. 二、标准配置介绍 1、机器构造
第一章 激光切割方法 1.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。 激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，而气体本身不参于切割。 ——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。 ——最大切割速度随着激光功率的增加而增加，随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下，限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。 ——激光熔化切割对于铁制材料和钛金属可以得到无氧化切口。 ——产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在104W/cm2～105 W/cm2之间。 1.2 激光火焰切割 激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体。借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用，产生化学反应使材料进一步加热。由于此效应，对于相同厚度的结构钢，采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。 另一方面，该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。 ——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的（有烧掉尖角的危险）。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。 ——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下，限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。 1.3 激光气化切割 在激光气化切割过程中，材料在割缝处发生气化，此情况下需要非常高的激光功率。 为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。该加工实际上只用于铁基合金很小的使用领域。 该加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些没有熔化状态因而不太可能让材料蒸气再凝结的材料。另外，这些材料通常要达到更厚的切口。 ——在激光气化切割中，最优光束聚焦取决于材料厚度和光束质量。 ——激光功率和气化热对最优焦点位置只有一定的影响。
激光切割机简单操作流程 开机：（先打开气瓶气阀） 打开空气开关,急停，钥匙开关（看水箱温度有无报警显示）1.打开电脑，等电脑完全启动后打开启动（注意：电脑与启动不能同时打开） 2：按启动按钮看显示屏显示P→按选项到ON→确定（等待90秒） 3：再依次打开电机，使能，跟随，激光，红光，各按钮。 关机： 先关闭电脑，→再依次关闭电机，使能，激光，红光，按钮→按显示屏显示OFF→确定→等待出现P→再按停止按钮，关闭钥匙开关（控制水箱）→按下急停→关闭空气开关→关闭气阀。 准备加工： 导入CAD图→满屏→优化→补偿（参数中设置一般0.2在图层中补偿量可调整）→自动添加引线（在编辑里进行引线加长等设置） →定位(1:鼠标位置 2:激光头位置) →边检→模拟加工→设置工作参数(见表1切割速度, 2初始加工速度，延时3跟踪延时 4烧穿延时 5吹气(气体设定) →编辑能量（电流，频率，脉宽）→点击吹气1和吹气2看有没有气体→正式加工。 调焦点 调参数100,0.3，1 切割头移动到板材边缘位置→关闭使能按钮→拆下铜嘴，铜帽→打开激光→把刀片放在板材上手动旋转把激光头调到出最大火花的位置（调试时来回移动刀片，防止激穿）→关闭激光→旋上铜嘴铜帽→把美工刀片放在板材上切割铜嘴下看切割铜嘴到刀片的距离，如果大于或小于0.8mm的话就松掉反固，旋转切割头，顺时针旋转下降，逆时针旋转上升，旋到0.8mm即可，然后再上紧反固。 调中心 调参数100,0.3，1 把透明胶布粘贴在铜嘴下。然后跟随到切割高度，点击激光，上升，把胶布拿下来看激光打的点是否在铜嘴中心，如果不是的话则要调节三颗螺丝(顺时针拧紧靠近，松开远离) 调光斑 打开铝盒，将看光片放在半反镜和扩束镜之间，打开激光，然后调节全反镜上的上下两颗螺丝，上螺丝调节光斑的上下移动，下螺丝调节光斑的左右移动，调光斑前先松开反固，过上下左右移动将光斑调成比较圆和亮度比较均匀的光斑即可，然后拧紧反固。 无线手持盒的按钮键功能 F1 加工 F2 停止 F3上升 F4跟踪 F5定位 F6边检 F7吹气 F8暂停 F9后退 F10继续 F11激光 调跟随 手形Auto键，自动下降到跟随高度0.8mm Down键：下降到主轴最低点
激光切割基础知识 第一部分 激光切割的原理和功能 一、激光切割的原理 激光切割是由电子放电作为供给能源，通过 He 、N 2、CO 2 等混合气体为激发媒介，利用反射镜组聚焦产生激光光束，从而对材料进行切割。 激光切割的过程：在数控程序的激发和驱动下，激光发生器内产生出特定模式和类型的激光，经过光路系统传送到切割头，并聚焦于工件表面，将金属熔化；同时, 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走；在由程控的伺服电机驱动下，切割头按照预定路线运动，从而切割出各种形状的工件。 图1：激光切割示意图 二、机床结构 SLCF-X15×40F 数控激光切割机是意大利普瑞玛（PRIMA ）工业公司的主导机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机，加工板材尺寸为1500×4000毫米，配有交换工作台。 （一） 该机型的主要特点如下： ● 悬臂式开式结构，可从三个方向上下料，人机接近性极好，可放置超长超宽的 板材。 ● 可移动式切割工作台与主机分离，柔性大。可加装焊接、切管等功能。 ● 精密传动部件不在切割区域内，防护容易，也不会由于工作台及床身切割热变 形影响机床的精度。 ● 从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差，避免了横梁的扭动，使得光路稳 定，切割精度提高。 ● 配有高速的Z 轴系统，同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等，大 大提高了加工效率。 1234561—激光器；2—激光束；3—全反射棱镜；4—聚焦物镜；5—工件；6—工作台
●新型的PM—400V2.0智能化编程软件，具有蛙跳、共边切割、优化套排料、高 效穿孔、尖角处理等功能。 ●具有先进的多腔分室除尘系统，比单纯的抽风系统除尘效果更高。 （二）机床的结构主要由以下几部分组成： 1、床身 全部光路安置在机床的床身上，床身上装有横梁、切割头支架和切割头工具，通过特殊的设计，消除在加工期间由于轴的加速带来的振动。机床底部分成几个排气腔室，当切割头位于某个排气室上部时，阀门打开，废气被排出。通过支架隔架，小工件和料渣落在废物箱内。 2、工作台 移动式切割工作台与主机分离，柔性大，可加装焊接、切管等功能。配有两张1.5米×4米的工作台可供交换使用，当一个工作台在进行切割加工的同时，另一张工作台可以同时进行上下料操作，有效提高工作效率。两个工作台可通过编程或按钮自动交换。 工作台下方配有小车收集装置，切割的小料及金属粉末会集中收集在小车中。 3、切割头 是光路的最后器件，其内置的透镜将激光光束聚焦，标准切割头焦距有 5 英寸和 7.5 英寸(主要用于割厚板)两种。良好的切割质量与喷嘴和工件的间距有关，本机切割头使用德国PRECITEC公司生产的非接触式电容传感头，在切割过程中可实现自动跟踪与修正工件表面与喷嘴的间距，调整激光焦距与板材的相对位置，以消除因被切割板材的不平整对切割材料造成的影响。自动找准材料的摆放位置（红光指示器）。 4、控制系统 控制系统包括数控系统（集成可编程序控制器PLC）、电控柜及操作台。PMC-1200数控系统由32位CPU控制单元、数字伺服单元、数字伺服电机、电缆等组成，采用全中文才做界面，10.4"彩色液晶显示器，能实现机外编程计算机与机床的控制系统进行数据传输通讯（具有232接口），具有加速、突变限制；具有图形显示功能，可对激光器的各种状态进行在线和动态控制功能。 5、激光控制柜 控制和检查激光器的功能，并显示系统的压力、功率、放电电流和激光器的运行模式。 6、激光器 采用原装进口德国ROFIN公司SLAB3000W型激光发生器，是目前世界先进的RF 激励板式放电的二氧化碳激光器。其心脏是谐振腔, 激光束就在这里产生，激光气体是由二氧化碳﹑氮气﹑氦气的混合气体，通过涡轮机使气体沿谐振腔的轴向高速运动，气体在前后两个热交换器中冷却，以利于高压单元将能量传给气体。 7、冷却设备 冷却激光器、激光气体和光路系统。 8、除尘装置 内置管道及风机，改善了工作环境。切割区域内装有大通径除尘管道及大全压的离心式除尘风机，加之全封闭的机床床身及分段除尘装置，具有较好的除尘效果。 9、供气系统 包括气源、过滤装置和管路。气源含瓶装气和压缩空气（空气压缩机、冷干机）。
普瑞玛激光切割机说明书 普瑞玛激光切割机可加工范围3000*1500毫米，最大定位速度每分钟140米，最大钣材中了800公斤，发生器功率2500W，3000W，及4000W，最大加速度6G所谓激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，讲逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。激光源一般用晶体或二氧化碳激光束，所需要的功率也不是很大,一般在几十瓦到几百瓦左右只和普通的家用电器的功率差不多,一般在切割的时候还配备有告诉风冷或水冷设备,能是工件在加工的时候更加的稳定.意大利普瑞玛激光切割机主要由六个部件组成：机架，光路系统（激光机），电路，工作平台，水路，操作软件。 普瑞玛激光切割机原理
激光是一种光，与自然界其电发光一样，是由原子(分子或离子筝)跃迁产生的，而且是自发辐射引起勺。激光虽然是光，但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性,雕刻机，极高的发光强度。激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性，激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品（表面）受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或者汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。激光加工技术在广告行业的应用主要分为：激光切割、激光雕刻两种工作方式，对于每一种工作方式，我们在操作流程中有一些不尽相同的地方。 激光雕刻：主要是在物体的表面进行，分为位图雕刻和矢量雕刻两种：位图雕刻：我们先在PHOTOSHOP里将我们所需要雕刻的图形进行挂网处理并转化为单色BMP格式，而后在专用的激光雕刻切割软件中打开该图形文件。根据我们所加工的材料我们进行合适的参数设置就可以了，而后点击运行，激光雕刻机就会根据图形文件产生的点阵效果进行雕刻。 矢量雕刻：使用矢量软件如Coreldraw，AutoCad，Iluustrator等排版设计，并将图形导出为PLT，DXF，AI格式,打标机，然后再用专用的激光切割雕刻软件打开该图形文件，传送到激光雕刻机里进行加工。 在广告行业主要适用于木板、双色板、有机玻璃、彩色纸等材料的加工。 普瑞玛激光切割：我们可以理解为是边缘的分离。对这样的加工目的，我们应该先在CORELDRAW、AUTOCAD里将图形做成矢量线条的形式,气动打标机，然后存为相应的PLT、DXF格式，用激光切割机操作软件打开该文件，根据我们所加工的材料进行能量和速度等参数的设置再运行即可。
激光切割的基础知识 早在上世纪70 年代，激光被用于切割。在现代工业生产中，激光切割更被广泛应用于钣金，塑料、玻璃、陶瓷、半导体以及纺织品、木材和纸质等材料加工。 未来几年里，激光切割在精密加工和微加工领域的应用同样会获得实质的增长。 激光切割 当聚焦的激光束照到工件上时，照射区域会急剧升温以使材料熔化或者气化。一旦激光束穿透工件，切割过程就开始了：激光束沿着轮廓线移动，同时将材料熔化。通常会用一股喷射气流将熔融物从切口吹走，在切割部分和板架间留下一条窄缝，窄缝几乎与聚焦的激光束等宽。 火焰切割 火焰切割是切割低碳钢时采用的一种标准工艺，采用氧气作为切割气体。氧气加压到高达 6 bar 后吹进切口。在那里，被加热的金属与氧气发生反应：开始燃烧和氧化。化学反应释放大量的能量（达到激光能量的五倍）辅助激光束进行切割。
图1 激光束熔化工件，切割气吹走切口中的熔融材料和熔渣 熔化切割 熔化切割是切割金属时使用的另一种标准工艺。也可以用于切割其他可熔材料，例如陶瓷。 采用氮气或者氩气作为切割气，气压2-20 bar 的气体吹过切口。氩气和氮气是惰性气体，这意味着它们不和切口中的熔化金属发生反应，仅仅将它们向底部吹走。同时，惰性气体可以保护切割边缘不被空气氧化。 压缩空气切割
压缩空气同样可以用来切割薄板。空气加压到5-6 bar 就足以吹走切口中的熔融金属。由于空气中接近80% 都是氮气，因此压缩空气切割基本上属于熔化切割。 等离子体辅助切割 如果参数选择恰当，等离子体辅助熔化切割切口中会出现等离子体云。等离子体云由电离的金属蒸气和电离的切割气组成。等离子体云吸收CO2激光的能量并转化进工件，使更多的能量耦合到工件，材料会更快熔化，从而使切割速度更快。因此，这种切割过程也叫高速等离子体切割。 等离子体云事实上相对于固体激光是透明的，因此等离子体辅助熔化切割只能使用CO2激光。 气化切割
大族激光切割工艺p参数， [table=98%] [tr][td=3,1,604] 切割层1(CUT1)工艺参数 [/td][/tr] [tr][td=63] P100 [/td][td=220] 切割速度 [/td][td=321] 单位: mm/min [/td][/tr] [tr][td=63] P101 [/td][td=220] 切割激光功率 [/td][td=321] 单位: 瓦（W） [/td][/tr] [tr][td=63] P102 [/td][td=220] 最小切割激光功率百分比 [/td][td=321] 单位: 0-100% [/td][/tr] [tr][td=63] P103 [/td][td=220] 切割激光模式（CS/PRC激光器） [/td][td=321] 1=连续, 2=门脉冲(CS/PRC激光器) [/td][/tr] [tr][td=63] P104 [/td][td=220] 切割脉冲频率 [/td][td=321] 1～8:对应激光器上设置的激光脉冲频率(CS/ROFIN激光器) 0-999Hz PRC激光器) [/td][/tr] [tr][td=63] P105
切割脉冲占空比(PRC激光器) [/td][td=321] 1-100% [/td][/tr] [tr][td=63] P106 [/td][td=220] 切割喷嘴高度 [/td][td=321] 单位: [tr][td=63] P107 [/td][td=220] 切割气体压力 [/td][td=321] 单位: [/td][/tr] [tr][td=63] P108 [/td][td=220] 切割气体类型 [/td][td=321] 1=空气, 2=氧气, 3=氮气 [/td][/tr] [tr][td=63] P109 [/td][td=220] 切割头是否提升 [/td][td=321] 单位: 0-50mm [/td][/tr] [tr][td=3,1,604] 穿孔(PIERCE)工艺参数 [/td][/tr] [tr][td=63] P110 [/td][td=220] 穿孔方式 [/td][td=321] 0-3（穿孔方式）;0=不穿孔;1=正常穿孔;2=渐进式穿孔;3=强力穿孔 [/td][/tr] [tr][td=63] P111 [/td][td=220] 穿孔激光功率
第1课激光切割入门 教学目标 1.了解激光切割的原理及应用领域； 2.认识激光宝盒； 3.使用激光宝盒的所画即所得功能，绘制神秘生物； 4.从艺术、文学和科学三个角度对创作的作品进行扩展。教学重难点： 1.了解激光切割的历史； 2.所画即所得功能的使用。 教学准备 1.加工材料：3m m椴木板 2.绘图笔 一、激光切割介绍 教师简单介绍激光、激光切割机原理以及激光宝盒的使用。 1）激光是什么？ 激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。它最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称L A S E R的音译。L a s e r是缩写，全名为L i g h t A m p l i f i c a t i o n
b y S t i m u l a t e d E m i s s i o n o f R a d i a t i o n，意思是“光通过受激发射辐射进行放大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要原理。 2）激光切割的原理是什么？ 光是原子中的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级，回落的时候释放的能量以光子的形式放出。而激光是高度聚焦，高度放大的光。普通光源，比如电灯泡发出来的光子各不同，而且会各个方向乱跑，很不团结，但是激光中的光子们则是心往一处想，劲往一处使，这导致它们所向披靡，威力很大。 配图：灯泡的光子与激光的光子差异就像放大镜一样，通过将阳光聚焦在一个点上来燃烧叶子。这也是激光切割的原理：利用激光电源带动激光管发射高度平行的光，通过反光镜的折射，将光线传输到激光头，再由激光头上安装的聚焦镜将光线汇聚成为一点，而这一点
实用标准 激光切割基础知识 第一部分激光切割的原理和功能 一、激光切割的原理 激光切割是由电子放电作为供给能源，通过 He 、N 2、CO 2等混合气体为激 发媒介，利用反射镜组聚焦产生激光光束，从而对材料进行切割。 激光切割的过程：在数控程序的激发和驱动下，激光发生器内产生出特定模 式和类型的激光，经过光路系统传送到切割头，并聚焦于工件表面，将金属熔化； 同时 , 喷嘴从与光束平行的方向喷出辅助气体将熔渣吹走；在由程控的伺服电机 驱动下，切割1头按照预定路线运2动，从而切3割出各种形状的工件。 4 5 61—激光器；2—激光束； 3—全反射棱镜；4—聚焦物镜； 5—工件；6—工作台 图 1 ：激光切割示意图 二、机床结构 SLCF-X15 ×40F 数控激光切割机是意大利普瑞玛（PRIMA ）工业公司的主导 机型——悬臂式飞行光路结构的激光切割机，加工板材尺寸为1500 ×4000 毫米， 配有交换工作台。 （一）该机型的主要特点如下： 悬臂式开式结构，可从三个方向上下料，人机接近性极好，可放置超长超宽的 板材。 可移动式切割工作台与主机分离，柔性大。可加装焊接、切管等功能。 精密传动部件不在切割区域内，防护容易，也不会由于工作台及床身切割热变 形影响机床的精度。 从根本上消除了电器双边同步锁产生的误差，避免了横梁的扭动，使得光路稳 定，切割精度提高。 配有高速的 Z轴系统，同时可通过数控系统控制辅助气体的压力、流量等，大
高效穿孔、尖角处理等功能。 具有先进的多腔分室除尘系统，比单纯的抽风系统除尘效果更高。 （二）机床的结构主要由以下几部分组成： 1、床身 全部光路安置在机床的床身上，床身上装有横梁、切割头支架和切割头工具，通过特殊的设计，消除在加工期间由于轴的加速带来的振动。机床底部分成几个 排气腔室，当切割头位于某个排气室上部时，阀门打开，废气被排出。通过支架 隔架，小工件和料渣落在废物箱内。 2、工作台 移动式切割工作台与主机分离，柔性大，可加装焊接、切管等功能。配有两 张1.5 米×4米的工作台可供交换使用，当一个工作台在进行切割加工的同时， 另一张工作台可以同时进行上下料操作，有效提高工作效率。两个工作台可通过 编程或按钮自动交换。 工作台下方配有小车收集装置，切割的小料及金属粉末会集中收集在小车中。 3 、切割头 是光路的最后器件，其内置的透镜将激光光束聚焦，标准切割头焦距有 5 英寸和 7.5 英寸 (主要用于割厚板 )两种。良好的切割质量与喷嘴和工件的间距有关，本机切割头使用德国 PRECITEC公司生产的非接触式电容传感头，在切割过程中可实现自动跟踪与修正工件表面与喷嘴的间距，调整激光焦距与板材的相对位置，以消除因被切割板材的不平整对切割材料造成的影响。自动找准材料的摆 放位置（红光指示器）。 4 、控制系统 控制系统包括数控系统（集成可编程序控制器 PLC）、电控柜及操作台。 PMC-1200 数控系统由 32 位 CPU控制单元、数字伺服单元、数字伺服电机、电缆等组成，采用全中文才做界面， 10.4" 彩色液晶显示器，能实现机外编程计算机与 机床的控制系统进行数据传输通讯（具有 232 接口），具有加速、突变限制；具 有图形显示功能，可对激光器的各种状态进行在线和动态控制功能。 5、激光控制柜 控制和检查激光器的功能，并显示系统的压力、功率、放电电流和激光器的 运行模式。 6、激光器 采用原装进口德国 ROFIN 公司 SLAB3000W 型激光发生器，是目前世界先进 的RF激励板式放电的二氧化碳激光器。其心脏是谐振腔 , 激光束就在这里产生，激光气体是由二氧化碳﹑氮气﹑氦气的混合气体，通过涡轮机使气体沿谐振腔的轴向高速运动，气体在前后两个热交换器中冷却，以利于高压单元将能量传给气体。 7、冷却设备 冷却激光器、激光气体和光路系统。 8、除尘装置 内置管道及风机，改善了工作环境。切割区域内装有大通径除尘管道及大全 压的离心式除尘风机，加之全封闭的机床床身及分段除尘装置，具有较好的除尘 效果。 9、供气系统 包括气源、过滤装置和管路。气源含瓶装气和压缩空气（空气压缩机、冷干机）。
激光切割机保养方法，激光焊接机日常维护知识 激光切割机的日常维护 注意：激光切割机维护的必须由经过专门培训的人员进行，否则容易产生严重的人为损坏。 1）为了保证激光切割机一直处于正常的工作状态，连续工作二周后或停止使用一段时间时，在开机前首先应对YAG棒、介质膜片及镜头保护玻璃等光路中的组件进行检查，确定各光学组件没有灰尘污染、霉变等异常现象，如有上述现象应及时进行处理，保证各光学组件不会在强激光照射下损坏。（若设备的使用环境比较清洁，上述检查可以相应延长至一个月甚至更长） 2）冷却水的纯度是保证激光输出效率及激光切割机聚光腔组件寿命的关键，使用中应每周检查一次内循环水的电导率，保证其电导率30.5MW·cm，每月必须更换一次内循环的去离子水，新注入纯水的电导率必须32MW·cm。随时注意观察冷却系统中离子交换柱的颜色变化，一旦发现交换柱中树脂的颜色变为深褐色甚至黑色，应立即更换树脂。 3）设备操作人员可以经常用黑色像纸检查激光切割机输出光斑，一旦发现光斑不均匀或能量下降等现象，应及时对激光切割机的谐振腔进行调整，确保激光输出的光束质量。典型光斑图象如下：调好后的光斑未调好的光斑激光谐振腔的调整 警告：本产品属于4类激光焊接机，直接的强激光照射可以对人体皮肤产生严重伤害，特别是将使眼睛致盲，调试操作人员必须具备激光安全防护的常识，工作中必须佩带针对1.064mm波长的专用激光防护眼镜。 注意：当强激光直接照射到木材等易燃品时会产生明火，调试过程中应在激光输出的光路上放置一块吸收性能良好的黑色金属材料作为光束终止器，防止引起火灾事故。 注意：激光切割机的调整必须由经过专门培训的人员进行，否则会因激光切割机失调或调偏造成光路上其它组件的损坏。激光谐振腔的调整步骤如下：1. 检查基准光源
柏楚CypCut激光切割控制系统软件 用户手册Ver 6.2.4 上海柏楚电子科技有限公司 https://www.doczj.com/doc/0a6949839.html,
柏楚CypCut激光切割控制系统软件1 欢迎 感谢您使用柏楚CypCut激光切割控制系统！ 『柏楚CypCut激光切割控制系统』（以下简称CypCut）是一套用于平面激光切割的系统软件，包含激光切割工艺处理、常用排样功能和激光加工控制。主要功能包括图形处理，参数设置，自定义切割过程编辑，排样，路径规划，模拟，以及切割加工控制。 CypCut软件必须配合加密狗和控制卡使用时，才能进行实际的加工控制。 当CypCut运行在一台没有加密狗的电脑上时，将进入演示模式，您可以正常使用除加工控制以外的其他所有功能。因此CypCut可安装在独立的笔记本上用于加工前的设计。 请注意，本用户手册仅作为CypCut软件的主程序的操作说明，随CypCut软件而安装的其他工具软件，包括平台配置工具，请参考其他手册或与我们联系。 本文档是基于CypCut版本6.2.396而撰写的，由于软件功能的不断更新，您所使用的CypCut 软件在某些方面可能与本手册的陈述有所出入，在此谨表歉意。 如您在使用过程中有任何的疑问或建议，欢迎您随时与我们联系！ 机床的运行及激光切割效果与被切割的材料、所使用的激光器、所 使用的气体、气压以及您所设置的各项参数有直接的关系，请根据 您的切割工艺要求严肃谨慎的设置各项参数！ 不恰当的参数设置和操作可能导致切割效果下降、激光头或其他机 床部件损坏甚至人身伤害，CypCut激光切割控制系统已尽力提供了 各种保护措施，激光设备制造商及最终用户应当尽量遵守操作规程， 避免伤害事故的发生。 柏楚电子不承担由于使用本手册或本产品不当而导致的任何直接 的、间接的、附带的和/或相应产生的损失和责任！
激光切割软件常用的工艺和功能使用指导 一、 清除的意义 １．清除多余的实体点，以避免乱跑空程． ２．清除重叠的实体，以避免多引入引出线和重复切割． 许多人都习惯使用AutoCAD软件绘制零件图，然后对DXF/DWG文件直接编程套料，非常直观且方便．为什么还要做CAD清除压缩处理？ 简单讲，AutoCAD是专业的工程设计软件，而FastCAM是专业的套料编程切割软件。AutoCAD绘图功能强大，但画好的DXF/ DWG图直接用来套料编程和数控切割经常有问题，特别是发生机床抖动，切割不闭合。原因在于，AutoCAD绘制的DXF/DWG零件图难免会有肉眼无法分辨的多余的点，重叠的线，不封闭的曲线，以及由许多小直线段拟合而成的曲线，许多用户直接使用DXF/DWG零件图进行套料编程和数控切割，出现切割机乱跑空车，重复切割，无法套料，编程错误，以及频繁加减速，造成切割机上下抖动，不仅影响切割效率和切割质量，还会严重损害切割机的使用寿命。 FastCAM独特的CAD清除和压缩功能，清除DXF/DWG文件中多余的点，重叠的线，自动判断和处理不封闭曲线，把小线段压缩拟合为光滑的曲线，从而优化DXF/DWG文件，有效提高套料人员的套料效率和切割人员的切割效率和切割质量，使切割机平稳连续切割。 图形切割错误说明： 1、出现内圆被重复切割 2、引入引出线位置出现问题 3、出现线段被重复切割 特别需要指出： １．许多用户可以熟练使用AutoCAD绘图软件绘制零件图，那就可以不必学习和使用FastCAM软件的绘图功能．只需要使用FastCAM绘图软件中的CAD清除压缩功能对DXF/DWG零件图进行清除压缩的优化处理，然后使用FastNEST套料软件进行套料编程和数控切割． ２．许多用户使用AutoCAD软件绘制DXF/DWG零件图，不作CAD清除压缩，而是直接在FastNEST套料软件中进行套料编程和数控切割． 对这种做法我们不赞成，我们建议用户对DXF/DWG零件图一定要作CAD清除压缩和封闭性检查，然后再使用FastNEST套料软件进行套料编程和数控切割． 理由很简单：防止切割机抖动，提高切割质量，延长切割机寿命． 许多用户经常会遇到切割机在切割椭圆和曲线时，发生切割机抖动，零件切割面出现许多波纹，以及切割零件不能闭合，总是怀疑切割机的问题， 其实，这些问题产生的根源正是DXF/DWG文件没有经过优化处理，椭圆和曲线由大量小线段组成，以及数控系统没有优化处理功能． 解决和避免这些问题的方法就是作DXF/DWG清除压缩的优化处理． ３．如果用户不会使用AutoCAD绘图软件，那就直接学习和使用FastCAM绘制软件绘制零件图，一定比学习AutoCAD软件来得方便快捷．