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激光切割機(jī)實(shí)操時應(yīng)該如何選擇合適的參數(shù)?

2025 - 5 - 20

一、核心參數(shù)解析與調(diào)整邏輯
激光切割的三大基礎(chǔ)參數(shù)為 功率、速度 和 焦距,三者相互關(guān)聯(lián),需綜合調(diào)試。
1. 功率(Power)
作用:決定激光能量強(qiáng)度,直接影響材料穿透能力。
功率不足:切割不透,邊緣粗糙;
功率過高:灼傷材料,產(chǎn)生碳化或熔渣。
調(diào)整原則:
按材料厚度遞增:材料越厚,需功率越高(例:切割 1mm 不銹鋼需 30-50W,切割 10mm 不銹鋼需 100-150W)。
按材料硬度遞增:金屬(如碳鋼)需高于非金屬(如亞克力),例:切割 5mm 亞克力功率約 50%,切割 5mm 碳鋼需 80-100%。
配合速度調(diào)節(jié):速度快時需提高功率補(bǔ)償能量,反之降低功率避免過燒。
2. 速度(Speed)
作用:控制材料在激光下的停留時間,影響熱影響區(qū)(HAZ)和切割效率。
速度過快:能量不足,切割中斷或邊緣斜角;
速度過慢:熱積累導(dǎo)致材料變形或燒穿。
調(diào)整原則:
非金屬優(yōu)先高速:如亞克力、木材,速度可達(dá) 500-1000mm/min,減少熱變形。
金屬需低速穩(wěn)定:如不銹鋼,速度通常 50-200mm/min,確保熔渣充分排出。
復(fù)雜圖形降速:切割精細(xì)圖案或小尺寸零件時,適當(dāng)降低速度以保證精度。
3. 焦距(Focus)
作用:調(diào)節(jié)激光聚焦點(diǎn)位置,影響光斑大小和能量密度。
焦距錯誤:光斑發(fā)散,能量分散,導(dǎo)致切割能力下降或邊緣不齊。
調(diào)整方法:
手動調(diào)焦:通過升降工作臺或鏡頭支架,使聚焦鏡與材料表面距離為設(shè)備推薦值(如多數(shù)設(shè)備焦距為 50-100mm)。
自動調(diào)焦:高端設(shè)備配備傳感器,自動檢測材料厚度并調(diào)整焦距(適合批量或多層材料)。
厚材料下焦切割:切割 5mm 以上金屬時,可將焦點(diǎn)略低于材料表面(如 - 0.5mm),增強(qiáng)底部穿透能力。
二、按材料類型選擇參數(shù)策略
不同材料的熱物理性質(zhì)(熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、汽化溫度等)差異顯著,需針對性調(diào)整參數(shù)。以下為常見材料的參數(shù)選擇要點(diǎn):
1. 非金屬材料(有機(jī) / 無機(jī))

材料 功率(%) 速度(mm/min) 焦點(diǎn)位置 輔助氣體 注意事項(xiàng)
亞克力 30-60 500-1000 表面聚焦 空氣 / 無 速度快可減少燒邊,避免切割 PVC(釋放毒氣)
木材(松木) 40-70 300-800 表面略下焦 空氣 濕度高的木材需提高功率,防止冒煙
皮革 20-50 400-900 表面聚焦 空氣 低溫切割避免焦糊,先測試邊緣收縮率
玻璃 50-80 100-300 內(nèi)部聚焦 氧氣 需配合水冷卻,防止熱炸裂
2. 金屬材料(黑色金屬 / 有色金屬)
材料 功率(%) 速度(mm/min) 焦點(diǎn)位置 輔助氣體 注意事項(xiàng)
碳鋼(低碳) 60-100 50-200 表面略下焦 氧氣 氧氣助燃提升切割效率,防止熔渣黏連
不銹鋼 70-100 30-150 表面聚焦 氮?dú)?/ 氬氣 氮?dú)夥乐寡趸?,獲得光亮切口
鋁合金 80-100 20-100 表面略上焦 氬氣 高反射率需高功率,氬氣減少飛濺
黃銅 70-90 20-80 表面聚焦 空氣 導(dǎo)熱快需提高能量,避免切割過深
三、輔助參數(shù)與工藝優(yōu)化
除基礎(chǔ)參數(shù)外,以下輔助設(shè)置可進(jìn)一步提升切割質(zhì)量:
1. 脈沖頻率(Frequency)
作用:控制激光脈沖的每秒發(fā)射次數(shù),影響切割紋路細(xì)膩度。
低速精細(xì)切割:提高頻率(如 20-50kHz),減少熱影響,適合商標(biāo)、二維碼等精細(xì)圖案。
高速粗切:降低頻率(如 5-10kHz),增強(qiáng)單脈沖能量,適合快速下料。
2. 輔助氣體類型與壓力
氣體作用:吹走熔渣、保護(hù)鏡片、輔助燃燒(氧氣)。
氧氣:用于碳鋼切割,助燃并氧化材料,提升速度,但切口易生銹。
氮?dú)猓河糜诓讳P鋼、鋁合金,防止氧化,獲得無毛刺切口(成本較高)。
空氣:用于非金屬或低要求金屬,成本低但切割質(zhì)量一般。
壓力調(diào)節(jié):厚材料需高壓氣體(如 10-15bar),薄材料用低壓(3-5bar)避免吹翻材料。
3. 切割模式選擇
輪廓切割:沿圖形邊緣切割,適合單件或復(fù)雜形狀(參數(shù):中功率 + 中速)。
鏤空切割:去除內(nèi)部多余材料,需先打穿引孔(參數(shù):高功率 + 低速,引孔直徑≥1mm)。
雕刻模式:僅表面標(biāo)記,功率降至 10-30%,速度提升至 1000-2000mm/min。
四、參數(shù)調(diào)試步驟與技巧
制作參數(shù)測試樣件:
在廢料上切割不同功率 / 速度組合的方格或線條(例:功率每 10% 遞增,速度每 100mm/min 遞減),對比切口質(zhì)量(如垂直度、粗糙度、是否穿透)。
合格標(biāo)準(zhǔn):無掛渣、邊緣光滑、無明顯碳化(非金屬)或氧化層(金屬)。
遵循 “先低后高” 原則:
初始設(shè)置低于理論值(如功率設(shè)為 50%,速度設(shè)為 800mm/min),逐步增加功率或降低速度,直至剛好切透,避免直接用高功率損壞材料。
記錄與復(fù)現(xiàn):
建立參數(shù)數(shù)據(jù)庫,記錄材料類型、厚度、設(shè)備型號對應(yīng)的最優(yōu)參數(shù)(例:亞克力 3mm + 設(shè)備 A = 功率 40%+ 速度 800mm/min),方便下次快速調(diào)用。
動態(tài)補(bǔ)償調(diào)整:
切割過程中若材料溫度升高(如批量加工),可適當(dāng)降低功率或提高速度,補(bǔ)償熱積累帶來的能量過剩。
五、常見問題與參數(shù)調(diào)整對策
CO?激光機(jī):適合非金屬(亞克力、木材),功率范圍 20-150W,參數(shù)調(diào)整敏感,需精細(xì)調(diào)試。
光纖激光機(jī):擅長金屬切割(尤其是碳鋼、不銹鋼),功率≥500W,速度快但焦距調(diào)節(jié)要求高。
紫外激光機(jī):用于高精度微加工(如 PCB 板、薄膜),功率低(<10W),依賴頻率和速度配合。
總結(jié):參數(shù)選擇的核心是平衡 “能量輸入” 與 “材料承受能力”,需結(jié)合設(shè)備性能、材料特性和工藝要求反復(fù)測試。新手可從低功率、高速度開始,逐步摸索規(guī)律,同時參考設(shè)備手冊或廠商提供的參數(shù)表作為初始值。
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