光纤激光切割机加工质量评判标准

在一般材料的激光切割过程中，由于切割速度较快，零件产生的热变形很小，切割零件的尺寸精度主要取决于激光切割机的工作台的机械精度和控制精度。在脉冲激光切割加工中，采用高精度的切割装置和控制技术，尺寸精度可以到um级别。

激光切割的质量评价，国际上至今还没有一个统一的标准。至今我国也尚无有关激光切割质量的标准，检测激光切割质量的主要依据是JIS和WES（焊接规格）。在CEN（欧洲标准化机构）和ISO（国际标准化机构）中有关于激光切割的标准化问题。以EU为主提供的有关ISO9000系列质量保证方法，对激光切割标准和标准试样规定等进行了研究，其内容包括：切割质量等级划分、设定样品和加工样品的标准、光学系统、价格样品的机种及光束特性等。



对于激光切割加工而言，评价其加工质量主要包括以下几个原则：

1. 切割光滑、无条纹、没有脆性断裂；

2. 切缝宽度窄，这主要与激光束光斑直径大小有关；

3. 切缝垂直度好，热影响区小；

4. 没有材料燃烧，没有熔化层形成，没有大的熔渣；

5. 切口表面粗糙度，表面粗糙度的大小是衡量激光切割表面质量的关键。



除了上述原则外，加工过程中熔化层的状态和最终成型，直接影响着上述加工质量评价指标。

激光切割表面粗糙度主要取决于下列三个方面：

1. 切割系统的固有参数，如光斑模式、焦距等；

2. 切割过程中可调节的工艺参数，如功率大小、切割速度、辅助气体类型和压力等；

3. 加工材料的物性参数，如对激光的吸收率、熔点、熔融金属氧化物黏度系数、金属氧化物表面张力等。此外，加工件的厚度也对激光切割表面质量有很大的影响。相对而言，金属工件的厚度越小，切割表面粗糙度等级越高。



要获得较好的表面质量等级，必须对激光功率、切割速度等工艺参数进行多次优化处理。一般而言，对具有相同特征性和厚度的材料，有一组最佳切割工艺参数，也将得出不同的切口表面质量。金属材料的熔点低、导热系数大、熔融物黏度系数小、金属氧化物表面张力小，激光切割时易于获得较高的表面质量。激光切割平板时，易于测量表面质量，但在进行精细加工或切割一些复杂图案时，就很难对其进行直接的测量，只能借助优化试验参数来对其表面质量进行控制。因此，为便于实现自动化切割，应建立起外在优化参数与表面质量等级的对应关系。