對於(yu) 工業(ye) 加工，光纖激光器和CO2激光器哪種好？

這兩(liang) 種激光器到底有何長處和短處？

光纖激光器可以替代CO2激光器嗎？

看似簡單的此問題，要說清楚未必是易事。

光纖激光器產(chan) 生的激光（後文簡稱為(wei) 光纖激光）的波長為(wei) 1.06μm，CO2激光器產(chan) 生的激光（後文簡稱為(wei) CO2激光）波長為(wei) 10.6μm，均是紅外光，可被材料吸收，而應用於(yu) 工業(ye) 材料加工。

切割是目前應用最廣泛的激光工業(ye) 加工技術。為(wei) 方便起見，本文展開的討論均基於(yu) 激光切割，除非另作特別說明。

兩(liang) 種激光器的長短優(you) 劣

作為(wei) 用戶，先得了解光纖激光器和CO2激光器各自的死穴。

所謂死穴，就是切割加工的盲區。避開了死穴（盲區）後，再選定適合需要的那一款。

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光纖激光器的死穴：

光纖激光不能切割非金屬，包括木材、塑料、皮革、棉麻織物等。如果需要加工的工件材料恰是非金屬，那麽(me) 光纖激光器隻能落選，而非CO2激光器莫屬。

汽車內(nei) 飾件大多為(wei) 非金屬材料，采用高精度機器人＋CO2激光器的加工係統，對其空間曲麵進行切割，這樣的加工係統需解決(jue) 激光束在機器人各關(guan) 節間的傳(chuan) 輸難題。

光纖激光也不能切割表麵有覆蓋層的材料，如普通覆膜不鏽鋼、有防鏽塗料的特種鋼板等。有用戶對此注意不夠，而選擇光纖激光器，不得不將普通覆膜的不鏽鋼外發切割加工。如要采用光纖激光專(zhuan) 用覆膜，則成本升高。

C‍O2激光器的死穴：

CO2激光不能切割銅材，包括黃銅、紫銅。如果需要切割銅材，隻有光纖激光器夠格。

對於(yu) CO2激光來說，銅材屬於(yu) 高反射性材料，激光幾乎全部被反射而不被吸收；反射光返回激光器，造成危害。

CO2激光對鋁合金的反射率也較高。安裝背反射隔離器，可有效保護CO2激光器，從(cong) 而可安全切割鋁合金。

我們(men) 且從(cong) 使用成本、切割速度、穿孔效率、斷麵質量等方麵，讓兩(liang) 種激光器來競爭(zheng) 長短。

使用成本：

這裏，為(wei) 方便對比兩(liang) 種激光器的成本差別，僅(jin) 計算電力、耗材、介質氣體(ti) 三部分構成的成本，這三部分的成本，兩(liang) 者是不同的；人力、折舊、場地、切割氣體(ti) 等，對於(yu) 兩(liang) 種激光器來說，成本相同，故不計算。

兩(liang) 種激光器均需耗費巨量電力，區別如下：

另外，由於(yu) 效率不同，所以，兩(liang) 種激光器所產(chan) 生的熱量不同，需要的水冷機的規格（製冷量）也不同。光纖激光器需要的水冷機的耗電量為(wei) 13kW，CO2激光器需要的水冷機的耗電量為(wei) 18kW。以電價(jia) 1元/度、占載率70％計，則成本分別為(wei) 9元/小時、12.8元/小時。

在日常使用過程中，采用光纖激光器的切割機（後文簡稱光纖切割機）需耗費的材料有：聚焦鏡、陶瓷體(ti) 、噴嘴、保護鏡等，成本約3元/小時。

另外，據4年來的統計，激光模塊和擴束鏡有其使用壽命，從(cong) 而分別產(chan) 生約4元/小時、1元/小時的成本(特別說明，ROFIN光纖激光器需更換的最小單元是半導體(ti) 模組，成本約1元/小時)。

采用CO2激光器的切割機（後文簡稱CO2切割機）需耗費的材料有：聚焦鏡、陶瓷體(ti) 、噴嘴、反射鏡等，成本約2.5元/小時。

光纖激光器無需介質氣體(ti) ；CO2激光器需使用介質氣體(ti) 才能產(chan) 生激光，成本約1元/小時。

另外，CO2激光器每3000小時進行常規點檢，每6000小時進行深度點檢，發生約2元/小時的成本。

典型的光纖激光器應用係統

綜上，光纖激光器使用成本約24元/小時，CO2激光器則約為(wei) 38.3元/小時,相差14.3元/小時。按每天使用10小時計，則每天成本差為(wei) 143元。

市場上關(guan) 於(yu) 兩(liang) 種激光器的使用成本的差別的說法，有些誇大。

附帶提一下，光纖激光的傳(chuan) 輸介質為(wei) 光纖，光束封閉於(yu) 光纖內(nei) ，“曲線傳(chuan) 播”，不受外界環境影響。CO2激光傳(chuan) 輸介質為(wei) 空氣，直線傳(chuan) 播，靠反射鏡改變傳(chuan) 輸方向，易受外界環境影響，可能需要對這些反射鏡進行維護，從(cong) 而稍稍增加使用成本。

‍切割速度

切割速度、穿孔效率、斷麵質量等方麵構成激光切割效能，是評價(jia) 激光器（機器）的綜合性指標。

光纖激光器切割薄板有優(you) 勢，尤其是厚度3mm以下者，優(you) 勢明顯，相對於(yu) CO2激光器，最大切割速度比值可達4:1；而6mm是兩(liang) 種激光器優(you) 勢互換的臨(lin) 界厚度。切割厚度＞6mm的板材，光纖激光無優(you) 勢；隨著厚度的增加，CO2漸顯優(you) 勢，但並不顯著。

總的說來，切割速度方麵還是光纖激光器有優(you) 勢。

穿‍孔效率

激光束對工件開始切割前，需穿透工件。光纖激光的穿孔時間明顯比CO2長。

還是以3kW 光纖激光器和CO2激光器為(wei) 例。對於(yu) 厚度為(wei) 8mm的碳鋼，後者比前者少1秒鍾；10mm時，後者少2秒；隨著厚度的增加，CO2激光器在穿孔方麵的優(you) 勢愈益顯著。

以每天穿孔2000次、每次穿孔時間差3秒鍾計，則每天穿孔時間差為(wei) 6000秒，約合1.7小時。

CO2激光器因較高的穿孔效率，每天可縮減1.7小時的機器使用時間。即使采用較保守的數據，計入人工（30元/小時）、設備折舊（25元/小時）和場地（2元/小時）費用，節省的成本有（CO2激光器）：1.7×（30＋25＋2＋38.3）＝162（元）

‍斷麵質量

斷麵質量通常指粗糙度（光潔度）、垂直度。

切割3mm以下厚度的鋼板時，光纖激光切割的斷麵質量（粗糙度和垂直度）略差於(yu) CO2。隨著厚度的增加，斷麵質量的差異愈益明顯。

厚度≥3mm的不鏽鋼，光纖激光切割的斷麵呈磨砂狀，而CO2呈光亮狀。

厚度為(wei) 16mm的碳鋼，光纖激光切割斷麵的垂直度遠差於(yu) CO2，前者為(wei) 0.4～0.5mm，後者可達0.1mm。

另外，碳鋼板對光纖激光能量吸收率高，在切割小孔（孔徑≤板材厚度）時，反而是個(ge) 缺點，切割質量較差。

順便指出，激光切割的精度與(yu) 采用何種激光器無關(guan) ，而與(yu) 機器定位精度、重複定位精度、切縫寬度的一致性有關(guan) 。光纖激光切割的切縫窄，CO2的切縫稍寬。但切縫的寬窄不影響零件的精度，因為(wei) 通過割縫補償(chang) 功能，可以抵消切縫寬度。

光‍纖激光器和CO2激光器究竟哪種好

有了以上數據，不難得出一個(ge) 合乎邏輯的結論，從(cong) 而作出理性的選擇。

不能籠統地講是光纖激光器好，也不能籠統地講是CO2激光器好。應該基於(yu) 特定的應用進行分析、判斷。

我們(men) 看到，光纖激光器與(yu) CO2激光器在麵對特定應用需求時各有其優(you) 勢和弱勢。目前和今後一段時期內(nei) ，光纖激光器和CO2激光器不能互相替代，而隻能共存互補。徑向偏振CO2激光器的技術進展值得注意，可能在薄板切割方麵縮小與(yu) 光纖激光器的差距。