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影响激光切割效果的六大因素

切割速度对切割效果的影响

对给定的激光功率密度和材料，切割速度符合于一个经验式，只要在通阈值以上，材料的切割速度与激光功率密度成正比，即增加功率密度可提高切割速度。这里所指的功率密度不但与激光输出功率有关，而且与光束质量模式有关。另外，光束聚焦系统的特征，即聚焦后的光斑大小也对激光切割有很大的影响。

切割速度与被切割材料的密度（比重）和厚度成反比。

当其他参数保持不变，提高切割速度的因素是：提高功率（在一定范围内，如500～2 000W）；改善光束模式；减小聚焦光斑尺寸（如采用短焦距透镜聚焦）；切割低起始蒸发能的材料（如塑料、有机玻璃等）；切割低密度材料（如白松木等）；切割薄型材料。

特别对金属材料而言，在其他工艺变量保持恒定的情况下，激光切割速度可以有一个相对调节范围而仍能保持较满意的切割质量，这种调节范围在切割薄金属时显得比厚件稍宽。有时，切割速度偏慢也会导致排出热融材料烧蚀口表面，使切面很粗糙。

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激光加工主要方式

（1）激光熔化切割

激光熔化切割是用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束同轴的喷嘴喷吹非氧化气体（N2、Air等）依靠气体的强大压力使液态金属排除，钢板卷圆加工厂，形成割缝。

激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。

（2）激光氧气切割

激光氧化切割原理类似于氧切割，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。喷出的气体一方面与金属作用，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与熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。

激光氧气切割主要用于碳钢等易氧化的金属材料。也可用于不锈钢等材料的加工，但断面发黑且粗糙，其成本低于惰性气体切割。

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熔化切割

熔化切割是切割金属时使用的另一种标准工艺。也可以用于切割其他可熔材料，例如陶瓷。

采用氮气或者气作为切割气，气压 2-20 bar 的气体吹过切口。气和氮气是惰性气体，这意味着它们不和切口中的熔化金属发生反应，仅仅将它们向底部吹走。同时，惰性气体可以保护切割边缘不被空气氧化。

压缩空气切割

压缩空气同样可以用来切割薄板。空气加压到 5-6 bar 就足以吹走切口中的熔融金属。由于空气中接近 80% 都是氮气，因此压缩空气切割基本上属于熔化切割。

等离子体辅助切割

如果参数选择恰当，等离子体辅助熔化切割切口中会出现等离子体云。等离子体云由电离的金属蒸气和电离的切割气组成。等离子体云吸收 CO2 激光的能量并转化进工件，使更多的能量耦合到工件，材料会更快熔化，从而使切割速度更快。因此，这种切割过程也叫高速等离子体切割。

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