激光切割机常见问题解决方法及切割工艺

一、       目的

为提高激光切割操作员工调试机器能力，学会激光切割常见问题的解决方法和激光切割的调试工艺，现编制此文件

二、       试用范围

激光切割工艺参数调试适用于激光切管机和1.5KW、3KW平板激光切割机

 

三、       职责

3.1         钣金生产车间：负责调试机器，使激光切割机维持正常的工艺参数运转，维持操作人员的专业、稳定。操作人员需学会判断激光切割产生的问题及对应的解决方法，解决常见的生产问题，掌握调试激光切割工艺的方法。每天做好点检记录，按照点检记录表及时给机器做保养。

3.2         质量检验科：负责首检、巡检激光切割产品，针对激光切割切割质量好、切割表面光洁美观、切割精度高等特点，根据图纸要求合理控制切割产品尺寸，对产品外观做严格要求，对出现毛刺、熔渣、切割面粗糙度大等现象应督促停止生产，直至调试正常。

3.3         工艺工程科：负责培训生产操作人员，对工艺参数做出规范，保证切割质量和切割效率，对切割排版做出规范，保证材料的最大利用率。

 

 

 

四、   常见问题的可能原因及解决方法

激光切割是利用经过聚焦后的高能量高密度激光束照射在工件表面，使被照射的材料迅速熔化、烧蚀达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将割开材料。激光氧气切割原理类似于氧乙炔切割。它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。喷嘴吹出的气体一方面与切割金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热。另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，在金属材料中形成切口。激光氧气切割主要用于碳钢等易氧化的金属材料。以下主要介绍激光氧气切割可能出现的问题及可能原因

 

4.1  底部的牵引线有很大的偏移，底部的切口更宽

Ø   进给速率抬高，降低进给速率

Ø   激光功率太低，调高峰值功率，提高占空比

Ø   气压太低，增大气压

Ø   焦点太高，降低焦点

4.2  底部上的毛刺毛刺类似熔渣，成点滴状容易去除

Ø   进给速率太高，减小进给速率

Ø   焦点太高，降低焦点

Ø   气压不足，增大气压

4.3  连在一起的金属毛刺可以作为一整块去除

Ø   焦点太高，降低焦点

4.4  底边上的毛刺很难去除

Ø   进给速率太高，减小进给速率

Ø   焦点太高，降低焦点

Ø   气压太低，增大气压

Ø   气体不纯，使用更纯的气体

4.5  只在一边有毛刺

Ø   喷嘴对中不正确，重新对中喷嘴

Ø   喷嘴口有缺陷，更换喷嘴

4.6  切割熔渣从上面飞溅排出，工件未切透

Ø   功率太低，增大切割功率

Ø   进给速率太高，减小进给速率

4.7  切割不精密

Ø   气压太高，减小气压

Ø   喷嘴太大，更换合适的喷嘴

Ø   喷嘴损坏，更换喷嘴

4.8  切面表面粗糙度太大，有毛刺

Ø   焦点太高，降低焦点

Ø   气压太高，减小气压

Ø   进给速率太低，增加进给速率

Ø   材料太热，增加停光吹气时间

Ø   喷嘴太高，降低喷嘴高度

4.9  拐角烧角

Ø   气压高，减小气压

Ø   进给速度太低，增大进给速率

Ø   功率过大，减小峰值功率，减小占空比

五、   激光切割的工艺分析

5.1  切割速度对切口的影响

5.1.1  如果切割速度过快，可能造成以下后果

Ø  可能无法切透，火花乱喷

Ø  有些区域可以切透，但有些区域无法切透

Ø  整个断面较粗

Ø  切割断面呈斜条纹路，且下半部产生溶渍

5.1.2  速度太慢

Ø  造成过熔，切断面较粗糙

Ø  切缝变宽，尖角部位整个溶化

Ø  影响切割效率

5.2  辅助气体对切割质量的影响 

气体有助于散热及助燃，吹掉溶渍，改善切割面品质

5.2.1  气体压力不足时，对切割的影响

 

 

 

Ø  切割面产生熔渍

Ø  切割速度无法增快，影响效率

5.2.2  气体压力过高时，对切割质量的影响 

Ø  气流过大时，切割面较粗，且缝较宽

Ø  气流过大时，造成切断部分熔化(烧角），无法形成良好切割质量

5.3  辅助气体对穿孔的影响

5.3.1  气体压力过低时，对切割质量的影响 

Ø  气体压力过低时，不易穿透，时间增长

5.3.2  气体压力太高时，对切割质量的影响

Ø  气体压力太高时，造成穿透点熔化，形成大的熔化点。 所以薄板穿孔的压力较高，厚板则较低

5.4  激光功率对切割过程和质量有决定性的影响

Ø   功率太小无法切割

 

 

 

 

Ø   功率过大，整个切割面熔化

 

 

Ø   功率不足，切割后产生熔渍

 

 

 

 

Ø   功率适当，切割面良好，无熔渍

5.5  氧气切割碳钢时，稳定切割小圆孔的技巧

    在切割碳钢工件时，经常会遇到切割小于板材厚度的圆孔。切割小圆孔时，切割速度无法加载到切割直线时的正常速度，因此，再调试切割小圆孔是要与正常的切割参数进行分开调试。

Ø   切割小于板材厚度的圆孔与正常的圆孔参数分开调试，使用不同的图层；

Ø   使用预穿孔，防止小圆孔过烧融化（建议6mm以上碳钢使用预穿孔）；

Ø   引线转角处使用圆弧过渡，防止板材吸收过多热量，造成转角过烧；

Ø   使用根据速度“实时调节功率”，根据切割小圆孔时的实时速度自动调整切割的功率。

六、       喷嘴与切割品质的关系

6.1  喷嘴的作用

喷嘴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。喷嘴防止熔渍等杂物往上反弹穿过喷嘴，污染保护镜片；控制气体扩散面积及大小，从而控制切割质量；跟随系统终端传感部件。

6.2         当喷嘴发生变形或有熔渣时，将直接影响同轴度，如果喷嘴与激光不同轴，将对切割质量产生如下影响。 

6.2.1   对切割断面的影响

当辅助气体从喷嘴吹出时，气量不均匀，出现一边有熔渣，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；

6.2.2   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；

6.2.3   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。

七、   
平板激光切割机排版共边切割

7.1         将两个或两个以上的零件共边成一个组合，大批量的规则图形尽量共边，共边切割可以大大缩短切割时间，还能节省原材料，公司产品KDF003系列、KDF006系列均可采用共边工艺切割。

例：KDF006-3下片共边操作流程

a)        根据板厚、喷嘴大小试切选择合适的补偿

 

b)        根据实际板材宽度选择合适的阵列个数

 

c)        全选阵列图形，点击共边

d)        点击打散下拉三角选择打散选中群组

 

 

e)        点击外边框，添加引线

f)         点击鼠标左键从右下方到左上方中间线段范围选中中间线条，点击引线修改引入线角度为0。

g)        全选中图形，点击阵列

h)        排序，选中网格排序，先加工中间线段，再加工外边框，模拟加工，完成排序

八、       平板激光切割机标定

8.1  平板激光切割数控系统电容传感器标定方法

a)             手动将切割头下降到喷嘴距离板材15mm内；

b)             点击数控页面的BCS100,进入BCS100远程控制；

c)             依次点击BCS100远程控制面板上的"F1"→"2"→"确定"；

d)             标定完成后保存标定结果，完成标定操作。也可使用自动一键标定功能，完成标定工作。

8.2  标定的周期

何时需要标定：

每次开机后；每次更换喷嘴或陶瓷体后；更换不同的材料时。