激光切割碳鋼時,要獲得高質量切割斷面,需精準把控焦點、激光功率和輔助氣體類型這三個關鍵參數,它們相互影響,共同決定切割效果。
焦點:切割精度的關鍵焦點位置是激光切割的基礎,對切割斷面質量影響重大。位置不當,斷面易傾斜、粗糙、掛渣。
合適焦點位置能讓激光能量高度集中作用于材料。切割薄碳鋼板時,將焦點精準定位在材料表面上方,激光迅速汽化材料,切縫窄且邊緣光滑,如同鋒利刀具精準切割紙張。若焦點深入材料過深,激光能量分布不均,底部會出現掛渣,就像切割后底部殘留毛邊。
實際操作中,焦點位置調整依材料厚度而定。切割薄板,焦點靠近材料表面;切割厚板,焦點深入材料內部一定距離,確保底部材料充分切割,獲得良好斷面。
激光功率:切割能力與速度的核心
激光功率是切割的能量來源,大小決定切割能力和速度。功率不足,難切厚材料;功率過大,浪費能源,還可能過度燒蝕材料,影響質量。
切割薄碳鋼板,如1 - 2毫米的,幾千瓦激光功率可快速汽化材料,實現高效切割,速度快且質量好。切割20毫米以上厚碳鋼板,需十幾千瓦甚至更高功率激光才能切透。功率不夠,切割會切不透、斷面粗糙,如同小火難煮厚肉。
同時,激光功率穩定性也關鍵。功率波動大,切割斷面會出現條紋、粗糙度不均等問題,影響質量一致性。所以,切割時要確保激光功率穩定輸出。
輔助氣體類型:影響切割效果
輔助氣體在切割中有冷卻、吹渣和參與反應等作用,不同氣體對切割質量影響顯著。
氧氣是常用輔助氣體,能與碳鋼中的鐵氧化反應,釋放熱量輔助切割。用氧氣切割,速度快,斷面質量較好,但切口表面會形成氧化膜,可能影響后續加工,如焊接質量。
氮氣多用于對切割表面質量要求高的場合。作為惰性氣體,它不與材料反應,能避免氧化,使切口表面光潔。但用氮氣切割,速度慢、成本高,因其需更高壓力和流量吹渣,且制備儲存成本高。
空氣經濟實惠,也常用于激光切割。但含氧氣、氮氣和雜質,切割效果介于氧氣和氮氣之間,速度和質量依空氣純度和比例而定,成本低但質量相對遜色。
實際激光切割碳鋼時,要綜合考慮三個參數的相互作用,不斷調試優化參數組合,找到最適合當前切割需求的設置,實現切割質量和效率的更佳平衡,滿足不同生產要求。