利用激光進行板材的切割正逐漸在加工行業(ye) 普及，大多數用戶對切口及斷麵的四個(ge) 衡量指標（切口的寬度／切縫、切口的傾(qing) 角、切口的塌角量、切割麵的粗糙度）比較熟悉，但對其他質量指標卻很少注意或知之甚少。切割的質量要求不僅(jin) 隻是切口的質量，其他方麵也有一定的要求，主要從(cong) 切割斷麵、切割形狀及精度、金屬組織及強度三個(ge) 方麵來衡量。筆者根據多年的經驗對切割質量的評價(jia) 項目的三個(ge) 方麵予以分析，希望對同仁有所幫助。

切割斷麵

切割斷麵作為(wei) 切割質量的評價(jia) 標準之一，主要以斷麵粗糙度、掛渣、下拉線、變色、缺口作為(wei) 重要的參考指標（表1）。常見的缺陷（表2）有自然/異常燃燒、低速/高速掛渣、未割透等現象，這些現象產(chan) 生的原因主要與(yu) 機床輸出功率、氣體(ti) 純度、材料表麵狀態等有關(guan) （表3）。本文通過舉(ju) 例說明粗糙度的具體(ti) 表現形式（表4）和對厚度為(wei) t=10mm的304不鏽鋼進行N2切割時的表麵粗糙度（表5），來闡述切割過程中各種情形下的粗糙度。某一種斷麵的粗糙度還分為(wei) 上、中、下三個(ge) 部分，比如：厚度為(wei) t=12mm的碳鋼板在進行O2切割時，切割斷麵上部Ru達12～13μm、中部Rm達19～20μm、下部Rl達25～26μm。一般情況下使用高頻率脈衝(chong) 低速切割的效果比CW（連續波）高速切割要好，較易獲得好的切割斷麵粗糙度，切割尖角效果見圖1。

表1 切割斷麵

表2 切割斷麵的表現形式

圖1 CW切割和高頻率脈衝(chong) （pulse）切割的尖角效果

表3 斷麵缺口說明

表4 表麵粗糙度說明

表5 厚度為(wei) t=10mm的304不鏽鋼進行N2切割

切割形狀及精度

在利用激光進行切割過程中，可能遇到各種各樣的切割形狀，切割過程中對於(yu) 切割產(chan) 生的割縫、坡度、輪廓、直角度、熔損、變形量及斷麵上、下塌角都要做一係列評價(jia) 標準（表6），通過這些評價(jia) 標準我們(men) 可以很好的評價(jia) 斷麵的切割質量。表7、表8、表9對於(yu) 具體(ti) 的一些精度評價(jia) 進行了說明。

表6 切割形狀及精度

圖2 切口狀態的圖例

表7 加工精度說明

表8 尺寸精度說明

下麵對一些具體(ti) 的案例做一些說明，比如：切割薄板長且窄的工件及切割參數設定不當時，易發生熱變形的現象，即工件在某一方向發生歪量，如圖3所示。這種缺陷可通過以下幾種方式改善：⑴對於(yu) 長且窄（縱橫比大）及小尺寸工件可通過添加微焊接的方式改善；⑵添加微焊接和改變穿孔（piercing）位置／類型；⑶采用低熱量加工條件及改變切割路徑。

表9 熔損說明

圖3 各種切割現象的圖例

金屬組織及強度

金屬的組織及強度，作為(wei) 一種內(nei) 在的現象，對於(yu) 切割成良好的零部件具有重要的意義(yi) ，常見的參考的參數有氧化度、熱影響區、內(nei) 部龜裂度、再凝固程度等，見表10。合肥二宮機械有限公司通過長年總結，整理出了常見的金屬連續切割過程中的不良現象及解決(jue) 方案，見表11。

為(wei) 了更好地說明金屬切割過程中，發生切割不良現象時的解決(jue) 辦法。以t=12mm的Q235號鋼（SS400）的O2切割為(wei) 例說明各種切割斷麵及其解決(jue) 方案：如圖4所示為(wei) 良好的切割斷麵圖，隻有合適的焦點位置、適當的切割速度、正確的功率和頻率、適當的負荷、正確的噴嘴間隙、合適的氣體(ti) 壓力才能切割出如此完美的切割斷麵；如圖5所示為(wei) 過燒且切縫寬的切割斷麵，這種斷麵需要采取降低焦點、降低輔助氣體(ti) 壓力、提高切割速度或降低負荷（duty）、給拐角一個(ge) 大些的R半徑、調整適當的邊角數據（edge-data）、使材料冷卻等措施來獲得完美斷麵；當切割斷麵有缺口時，這種斷麵需要采取降低焦點、降低輔助氣體(ti) 壓力、提高切割速度或降低負荷、降低頻率（Hz）、使用質量更好的材料等措施來獲取良好的斷麵；當切割斷麵上部很粗糙時，這種斷麵需采取稍微降低焦點、降低輔助氣體(ti) 壓力、提高切割速度或降低負荷等措施來獲取良好的斷麵；當切斷麵良好，但有點滴狀掛渣（易去除時，這種斷麵需采取稍微降低焦點、提高輔助氣體(ti) 壓力、降低切割速度或提高負荷等措施來獲取良好的斷麵；當切斷麵下部粗糙，且有尖銳狀掛渣（不易去除）時，這種斷麵需采取稍微降低焦點、提高輔助氣體(ti) 壓力、降低切割速度或提高負荷、使用更純的輔助氣體(ti) 等措施來獲取良好的斷麵；當整個(ge) 切斷麵都粗糙，但沒有掛渣時，這種斷麵需采取稍微提高焦點、降低輔助氣體(ti) 壓力、降低切割速度或提高負荷、降低頻率、使用合適的噴嘴、使用表麵平滑均勻的材料等措施來獲取良好的斷麵；當整個(ge) 部件切斷麵隻在一邊上有掛渣，且遠點和近點不同時，這種切割斷麵需采取使用合適的噴嘴、檢查噴嘴的中心、檢查Z軸的光束垂直度、檢查焦點的位置、進行外光路的準直和調整、檢查加工透鏡和輸出功率等措施來獲取良好的斷麵。

表10 金屬組織及強度

表11 在進行連續切割加工時的注意事項

圖4 良好的切割斷麵

圖5 過燒且切縫寬的斷麵

結束語

目前，鈑金加工行業(ye) 雖然處於(yu) 疲軟狀態，但此形勢會(hui) 篩選出優(you) 質企業(ye) 。企業(ye) 要想在激烈的競爭(zheng) 中取勝，如何更好地降低成本，充分利用設備，是當前應該研究的話題。隻有不斷地進行精益生產(chan) 和持續改進，才能在激烈的市場競爭(zheng) 中取勝。