激光切割缺陷分析及解决办法

激光切割缺陷分析及解决办法

激光切割是一种常见的材料加工方法，广泛应用于金属、木材、塑料等材料的切割加工。然而，在激光切割过程中，可能会出现一些缺陷，如切割口气孔、切割边缘瑕疵等。这些缺陷不仅会影响切割质量，还可能影响材料的使用性能。因此，对激光切割缺陷进行分析，并找到解决办法，对于提高切割质量具有重要意义。

一、切割口气孔问题

1.问题描述：

激光切割过程中，切割口附近容易出现气孔，严重影响切割质量。

2.问题原因：

（1）气体流动不畅：激光切割过程需要喷射辅助气体，如氮气、氧气等，如果辅助气体流动不畅，会导致切割口产生气孔。

（2）材料表面有杂质：材料表面有杂质，如油污、锈蚀等，会影响激光切割过程中气体流动，进而导致气孔的生成。

3.解决办法：

（1）优化辅助气体的流量和压力，确保气体流动畅通。

（2）在切割前对材料表面进行清洁处理，确保表面无杂质。

（3）优化切割参数，如激光功率、扫描速度等，减少切割过程中的气孔生成。

二、切割边缘瑕疵问题 1.问题描述：

激光切割过程中，切割边缘容易出现瑕疵，如毛刺、裂纹等。

2.问题原因：

（1）激光功率不匹配：如果激光功率过高或过低，都会导致切割边缘出现瑕疵。

（2）切割速度不适宜：切割速度过快或过慢都会影响切割边缘的质量。

（3）材料性质不适应：不同材料的切割特性不同，如果切割参数没有经过调试，会导致切割边缘出现瑕疵。

3.解决办法：

（1）优化激光功率和切割速度，确保切割过程中熔融区处在最佳状态。

（2）选择合适的切割参数，针对不同材料进行调试，以获得最佳的切割质量。

（3）安装合适的辅助装置，如压板、切割套管等，来提升切割边缘的质量。

三、焦点位置调整问题

1.问题描述：

激光切割过程中，焦点位置的调整不当，会导致切割质量下降。

2.问题原因： （1）激光器焦距调整不准确：激光器焦距的调整直接影响切割质量，如果调整不准确，会导致焦点位置不正确。

解决不锈钢穿孔加工缺陷的方法

在激光加工不锈钢的过程中，可能有时会遇到一些问题，比如穿孔后表面有大量黏着物无法除去，开始切割时有会出现切不透，切割小图形或者尖角出现挂渣等，下面就对于这些问题做一下原因分析和解决方法的分享。

1. 在不锈钢穿孔加工时，激光束照射到材料表面，表面材料融化并被吹散到周围形成须状黏着物，这些黏着物会明显影响电容调高传感器的仿形动作，导致切割不良。解决这个问题可以从以下几方面入手：

(1) 减少熔融物的产生量：调整穿孔工艺，提高频率降低单一脉冲的输出功率可有效减少熔融物的量，当频率由200Hz增加到2000Hz时可以明显看到孔口的飞溅物大幅减少，但是这会增加热输入量;还可以增加穿孔时的气压，把穿孔排出的熔融物吹走进而减少孔口的黏着物。

(2) 防止黏着物留在板面，这种方法需要借助减少金属粘附的崩渣防止剂及利于后期处理的表面活性剂。

(3) 调整切割方式将孔口黏着物去除：在一些切割系统中会提供穿孔后再在孔边切割一个小圆将黏着物一同切掉的功能，还有一种是在穿孔后将焦点向上方移动，将黏着物再融化并用气体吹掉的方式。

2. 在穿孔之后开始切割时切不透的情况，主要在以下几方面：

(1) 孔口黏着物的影响：穿孔黏着物一方面会影响电容调高系统的跟随高度，导致照射到板面的焦点位置变化，另一方面会影响气流的稳定性，导致吹入割缝的气流发生变化，针对这种情况除了完善穿孔工艺减少表面黏着物外，还可以机床切割条件设定为在穿完孔后一定距离降低速度或者定高跟随。

(2) 气体切换的影响：在有些情况下采用氧气穿孔再用氮气或者空气切割，这时在气体切换过程中需要把气路内剩余的气体高效、彻底的排清，穿孔的数量越多切换的次数也越多，对排放气体的要求就越高，这种情况必须要缩短切换时间，我们可以在氧气穿孔的最后一步将气体切换为氮气并使之吹气一段时间，也可以用氧气做预穿孔操作，先穿完所有空再切换气体并吹气一段时间，可以保证测地排出管内氧气。

激光切割中常见问题及解决办法

1、切割穿孔技术 爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑，然后

由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关，爆破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆破穿

孔孔径较大，且不圆，不宜在加工精度要求较高的零件上使用，只能用

于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。 脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，

常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，

因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧

气进行切割。这样穿孔直径较小，其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间

特性，因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切换

及穿孔时间的控制。

在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应加以重视。从理论上讲通

常可改变加速段的切割条件，如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改

变激光平均功率的办法比较现实，具体方法是改变脉冲宽度；改变脉冲

频率；同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明，第3种效果最好。 2、切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析

这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量

在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，造成孔的变形，影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔（软穿刺）方式改为

爆破穿孔（普通穿刺）方式，加以解决。而对于较小功率的激光切割机

则恰好相反，在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。

激光切割缺陷分析及解决办法

文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

碳钢：用O2切割

缺陷 可能原因 解决办法

无毛刺，牵引线一致 功率合适

进给速率合适

底部的牵引线有很大的偏移，底部的切口更宽 进给速率太高

激光功率太低

气压太低

焦点太高 减小进给速率

增加激光功率

加大气压

降低焦点

底面上的毛刺类似熔渣，成点滴状并容易除去 进给速率太高

气压太低

焦点太高 减小进给速率

加大气压

降低焦点

连在一起的金属毛刺可以作为一整块被除去 焦点太高 降低焦点

底面上的金属毛刺很难除去 进给速率太高

气压太低

气体不纯

焦点太高 减小进给速率

加大气压

使用更纯的气体

降低焦点

只在一边上有毛刺 喷嘴对中不正确

喷嘴口有缺陷 对中喷嘴

换喷嘴

材料从上面排出 功率太低

进给速率太高 出现此情况立即按暂

停按钮，以防止溶渣

飞溅到聚焦镜上。

然后增加功率

减小进给速率

倾斜面切割

两面好，两面差 全反镜不合适，安装不正确或有缺陷

全反镜安装在了偏转镜的位置 检查全反镜

检查偏转镜

蓝色等离子体，工件未切透 加工气体错误（N2）

进给速率太高

功率太低 出现此情况立即按暂

停按钮，以防止溶渣

飞溅到聚焦镜上。

使用氧气作为加工气体

减小进给速率

增加功率

切割表面不精密 气压太高

喷嘴损坏了

喷嘴直径太大

材料不好 减小气压

更换喷嘴

安装合适的喷嘴

使用表面平滑均匀的材

料

无毛刺，牵引线倾斜

切口在底部变得更狭窄 进给速率太高 减小进给速率

产生弹坑 气压太高

进给速率太低

焦点太高

板材表面有锈

加工的工件过热

材料不纯 减小气压

增加进给速率

降低焦点

使用质量更好的材料

非常粗糙的切割表面 焦点太高

气压太高

进给速率太低

材料太热 降低焦点

减小气压

增加进给速率

冷却材料