金屬雷射切割機

金屬雷射切割機是專門用來切割加工金屬材料的雷射切割設備，目前市場上主流的有co2雷射切割機、光纖雷射切割機、YAG雷射切割機，其中co2雷射切割機以切割能力強，範圍廣是市場主流雷射切割設備，光纖雷射切割機是最近幾年新起來的技術，加上技術要求相對低，在逐漸普及的金屬雷射切割機設備。

基本介紹

• 中文名：金屬雷射切割機
• 外文名：SDH1530
• 雷射類型：光纖雷射器
• 冷卻系統：工業冷水機
• 雷射輸出功率：3000W

原理

光束輸入（由光能轉換）的熱量遠遠超過被材料反射、傳導或擴散部分，材料很快加熱至汽化溫度，蒸發形成孔洞。隨著光束與材料相對線性移動，使孔洞連續形成寬度很窄（如0.1mm左右）的切縫。切邊熱影響很小，基本沒有工件變形。切割過程中還添加與被切材料相適合的輔助氣體。鋼切割時得用氧氣為輔助氣體與溶融金屬產生放熱化學反應氧化材料，同時幫助吹走割縫內的熔渣。切割聚丙烯一類塑膠使用壓縮空氣，棉、紙等易燃材料切割使用惰性氣體。進入噴嘴的輔助氣體還能冷卻聚焦透鏡，防止煙塵進入透鏡座內污染鏡片並導致鏡片過熱。

大多數有機與無機物都可以用雷射切割。在工業製造占有分量很重的金屬加工業，許多金屬材料，不管它具有什麼樣的硬度，都可進行無變形切割（目前使用最先進的金屬雷射切割機可切割工業用鋼的厚度已可接近20mm）。當然，對高反射率材料，如金、銀、銅和鋁合金，它們也是好的傳熱導體，因此雷射切割很困難，甚至不能切割（某些難切割材料可使用脈衝波雷射束進行切割，由於極高的脈衝波峰值功率，會使材料對光束的吸收係數瞬間急劇提高）。

套用範圍

套用於鈑金加工、航空、航天、電子、電器、捷運配件、汽車、機械、精密配件、輪船、冶金設備、電梯、家用電器、工藝禮品、工具加工、裝飾、廣告、金屬對外加工等各種製造加工行業。

主要對切割碳鋼、矽鋼、不鏽鋼、鋁合金、鈦合金、鍍鋅板、酸洗板、鍍鋁鋅板、銅等多種金屬材料的快速切割。

技術參數

切割幅面 不等，可以依據需求來定製

切割（空程）速度 0～30000mm/min

運動系統 脫機運動控制系統

工作平台 刀條加厚平台

雷射能量調節 0-100% 雷射能量跟隨調節

重複定位精度 ≤0.1mm

供電電源 220V±5% 50Hz

支持圖形格式 AI、BMP、PLT、DXF、DST等

標配 550W抽菸機，微型加壓空壓機

選配 高壓吹氣電磁閥和控制板、冷水機

特點

切割精度高、穩定性好：

採用精密滾珠絲槓傳動機構，最佳化數控系統控制，可滿足精密零件加工，

且動態性能穩定，可持續長時間工作。

切割斷面質量好：

採用機械隨動切割頭系統，切割頭隨板材高低隨動，切割點位置始終保持不變，使切縫平整、光滑，斷面無需後序處理，適應平面或曲面板材切割。

切割幅面大、適應切割材料多，套用廣泛：

可切割幅面在2500mm×1250mm以內金屬板材；

可加工材料有：普通碳鋼、不鏽鋼、合金鋼、鋁板、銅板、鈦板等。

性價比高：

對於薄板切割可代替CO2雷射切割機、數控沖床及剪板機等，其整機成本相當於CO2雷射切割機的1/4,數控沖床的1/2。

使用成本低：

採用的是YAG固體雷射器，使用主要耗材為電能、冷卻水、輔助氣體和雷射燈，平均每小時成本在28元左右。

核心技術：

1、雷射器光路系統穩定，經上千次振動實驗，雷射器光路系統穩定不變；

2、機械隨動切割頭，純機械傳動，穩定抗干擾。

比較

金屬雷射切割機是利用高功率密度的雷射束掃描過材料表面，在極短時間內將材料加熱到幾千至上萬攝氏度，使材料熔化或氣化，再用高壓氣體將熔化或氣化物質從切縫中吹走，達到切割材料的目的。雷射切割，由於是用不可見的光束代替了傳統的機械刀，雷射刀頭的機械部分與工作無接觸，在工作中不會對工作表面造成劃傷；雷射切割速度快，切口光滑平整，一般無需後續加工；切割熱影響區小，板材變形小，切縫窄（0.1mm~0.3mm）；切口沒有機械應力，無剪下毛刺；加工精度高，重複性好，不損傷材料表面；數控編程，可加工任意的平面圖，可以對幅面很大的整板切割，無需開模具，經濟省時。

數控等離子切割機是一種熱切割設備, 它的工作原理是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化，並借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。等離子切割發展，可採用的工作氣體對等離子弧的切割特性以及切割質量、速度都有明顯的影響。常用的等離子弧工作氣體有氬、氫、氮、氧、空氣、水蒸氣以及某些混合氣體。等離子切割機廣泛運用於汽車、機車、壓力容器、化工機械、核工業、通用機械、工程機械、鋼結構等各行各業。

就切割精度而言，等離子是1mm左右，雷射能達到0.2mm以內；在切割效率上，雷射是速度與效果疊加，切割1mm板每分鐘可達26米，可以說等離子只是粗加工，後面還需要打磨進行二次加工，工作繁瑣，而雷射切割機屬於精細加工，一次完成。

最大優勢

一般來講，建議20mm以內的碳鋼板、10mm以內的不鏽鋼板及亞克力、木板等非金屬材料切割推薦使用CO2雷射切割機。雷射切割機無切削力，加工無變形：無刀具磨損，材料適應性好：無論是簡樸還是複雜零件，都可以用雷射一次精密快速成型切割：其切縫窄，切割質量好，自動化程度高，操縱簡便，勞動強度低，沒有污染：可實現切割自動排樣、套料、進步了材料利用率，出產本錢低，經濟效益好。
雷射切割機選型要考慮的因素很多，除了要考慮目前加工工件的最大尺寸、材質、需要切割的最大厚度以及原材料幅面的大小外，更多的需要考慮未來的發展方向，比如所做產品的技術改型後要加工的最大工件大小、鋼材市場所提供材料的幅面針對自己的產品哪種最省料，上下料時間等等。
雷射切割機是鈑金加工的一次工藝革命，是鈑金加工中的“加工中央”；雷射切割機柔性化程度高，切割速度快，出產效率高，產品出產周期短，為客戶贏得了廣泛的市場，該技術的有效生命期長，國外超過2毫米厚度的板材大都採用雷射切割機，很多國外的專家一致以為今後30-40年是雷射加工技術發展的黃金時期。

發展前景

市場需求

我國雷射產業的發展，雖然是一個初步發展，但在國際科技帶領下已經完成了飛躍的發展，並且比同等質量有一個高階段的突出。以雷射切割機來講，市場的需求高達千萬，為廣闊的市場添加了新的生機。自從60年代第一台雷射設備的誕生和套用開始，我國就有多位專家在雷射行業付出了努力，並達到了國際一個微小的差值。在雷射行業的發展同時，雷射成套工業設備也進入了生產的市場，擺脫了長期依靠國外的局面，解決了國內雷射行業的尷尬局面。

國內經濟的飛速發展，成為雷射市場的高產業支柱，並且可以達到每年20%以上的增長速，成為全球雷射市場的一個新起點，根據專家預測，國內的雷射市場仍處於高速的增長階段，在未來可以在進行翻倍的增加，來最大的擴充雷射切割設備的市場，填補國內空白，將國內高端雷射設備擺脫受困的狀態，成為國際上的頂樑柱。

突破技術

由於所有的機器設備都不是完美的，金屬雷射切割機也一樣，也存在某些不足。如果金屬雷射切割機想更進一步發展就必須突破以下幾點技術。
一、提高金屬雷射切割機機械結構的構造。這主要體現在橫樑和工具機結構上。想要讓金屬雷射切割機更好的發展就必須突破金屬雷射切割機橫樑的輕巧度和靈活性以及工具機結構的高剛性和高穩定性。這樣就能更進一步的提高金屬雷射切割機的切割精度和使用靈活度。
二、提高金屬雷射切割機的數控技術。一台完美現代的機械需要具備高質量的控制系統。高質量的控制系統能夠使我們操作更加簡單，工作效率提高、降低由於人工操作出現的誤差。
三、提高金屬雷射切割機高功率雷射光束傳輸聚焦技術。光束的質量是金屬雷射切割機切割質量的關鍵。一個好的聚焦技術能夠使被加工出來的物體更加美觀，從而到達你想要的效果。
四、提高金屬雷射切割機的專有技術。其中包括邊緣監測、電容高度跟蹤、切割監測、穿透檢測等。
五、提高金屬雷射切割機的專用CAD/CAM軟體系統。這樣就能更好的配合雷射切割圖形的轉換，使編寫複雜零件程式變得簡單流暢，編輯和修改時也非常的方便，所以開發設計專門的CAD/CAM軟體系統是非常重要的。

六、提高高功率金屬雷射切割機機頭設計，只有不斷創新才不會被市場所淘汰。
七、提高金屬雷射切割工藝研究，尤其是針對曲面切割、鈦合金材料切割、厚板材切割等工藝的研究。

金屬雷射切割是目前最好的加工設備之一，相信在不久的將來我們的金屬雷射切割機會更進一步的完善。從而滿足我們市場的需求。

注意事項

1．遵守一般切割機安全操作規程。嚴格按照雷射器啟動程式啟動雷射器，調光，試機。

2．操作者須經過培訓，熟悉切割軟體，設備結構、性能，掌握作業系統有關知識。

3．按規定穿戴好勞動防護用品，在雷射束附近必須佩帶符合規定的防護眼鏡。

4．在未弄清某一材料是否能用雷射照射或切割前，不要對其加工，以免產生煙霧和蒸氣的潛在危險。

5．設備開動時操作人員不得擅自離開崗位或托人待管，如的確需要離開時應停機或切斷電源開關。

6．要將滅火器放在隨手可及的地方；不加工時要關掉雷射器或光閘；不要在未加防護的雷射束附近放置紙張、布或其他易燃物。

7．在加工過程中發現異常時，應立即停機，及時排除故障或上報主管人員。

8．保持雷射器、雷射頭、床身及周圍場地整潔、有序、無油污，工件、板材、廢料按規定堆放。

9．使用氣瓶時，應避免壓壞焊接電線，以免漏電事故發生。氣瓶的使用、運輸應遵守氣瓶監察規程。禁止氣瓶在陽光下爆曬或靠近熱源。開啟瓶閥時，操作者必須站在瓶嘴側面。

10．維修時要遵守高壓安全規程。每運轉1天或每周維護、每運轉1000小時或每六個月維護時，要按照規定和程式進行。

11．開機後應手動低速X、Y、Z軸方向開動工具機，檢查確認有無異常情況。

12．對新的工件程式輸入後，應先試運行，並檢查其運行情況。

13．工作時，注意觀察工具機運行情況，以免切割機走出有效行程範圍或兩台發生碰撞造成事故。

保養工作

任何產品都需要有很好的保養才能獲得更高的使用年限，這點是毋庸置疑的，也是每個企業對加工工具必須設立的日常維護內容。那么對於金屬雷射切割機應該怎么保養呢？需要做到哪些事項才能獲得跟高的穩定的使用年限呢？

第一點：清理灰塵已經金屬雜質。灰塵清理是每台機器日常維護都需要做的事情，乾淨整潔的機器對產品的質量也是一種保證。金屬雷射切割機主要是對金屬進行加工，雖然說切割下來的金屬很快就應該被吹走，但是還是會有一些殘留下來的，對這些雜質的清理也很重要。

第二點：定期統計機器的使用情況。對金屬雷射切割機的每個部位的零件進行定期的堅持並且記錄，對使用效果不佳的零件給予很快的更換，然後讓金屬雷射切割機處於一個輕鬆的工作環境，不能讓有殘損的零件拖累機器的使用效果。

常見問題

1.雷射切割低碳鋼時，工件出現毛刺的解決方案

2.切割低碳鋼時出現非正常火花的解決方案

3.雷射切割加工不鏽鋼和敷鋁鋅板時，工件有毛刺產生的分析

4.雷射切割機最為常見的問題，加工打孔的時候材料產生變形

5.雷射未完全切透的分析

分析後可以發現下面的幾種情況是產生加工不穩定的主要情況：雷射頭噴嘴的選擇與加工板厚不匹配；雷射切割線速度過快，需要操作控制減小線速度；噴嘴感應不準導致雷射焦點位置誤差過大,需重新檢測噴嘴感應數據,特別是在切割鋁材時最容易出現

根據CO2雷射切割的工作和設計原理，對於這些常見的問題，根據金屬雷射切割機的加工方法，以及材料的分析，做出對應的問題解決方案。

切割材料

金屬雷射切割機可以加工的材料，雖然幾乎所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率，但發射處於遠紅外波段10.6um光束的CO2雷射器還是成功的套用於許多金屬的雷射切割實踐。金屬對10.6um雷射束的起始吸收率只有0.5%~10%，但是，當具有功率密度超過106w/cm2的聚焦雷射束照射到金屬表面時，卻能在微秒級的時間內很快使表面開始熔化。處於熔融態的大多數金屬的吸收率急劇上升，一般可提高60%~80%。

碳鋼

現代雷射切割系統可以切割碳鋼板的最大厚度可達20MM，利用氧化熔化切割機制切割碳鋼的切縫可控制在滿意的寬度範圍，對薄板其切縫可窄至0.1MM左右。

不鏽鋼

雷射切割對利用不鏽鋼薄板作為主構件的製造業來說是個有效的加工工具。在嚴格控制雷射切割過程中的熱輸入措施下，可以限制切邊熱影響區變得很小，從而很有效的保持此類材料的良好耐腐蝕性。

合金鋼

大多數合金結構鋼和合金工具鋼都能用雷射切割方法獲得良好的切邊質量。即使是一些高強度材料，只要工藝參數控制得當，可獲得平直、無粘渣切邊。不過，對於含鎢的高速工具鋼和熱模鋼，雷射切割時會有熔蝕和粘渣現象發生。

鋁及合金

鋁切割屬於熔化切割機制，所用輔助氣體主要用於從切割區吹走熔融產物，通常可獲得較好的切面質量。對某些鋁合金來說，要注意預防切縫表面晶間微裂縫產生。

銅及合金

純銅（紫銅）由於太高的反射率，基本上不能用CO2雷射束切割。黃銅（銅合金）使用較高雷射功率，輔助氣體採用空氣或氧，可以對較薄的板材進行切割。

鈦及合金

純鈦能很好耦合聚焦雷射束轉化的熱能，輔助氣體採用氧時化學反應激烈，切割速度較快，但易在切邊生成氧化層，不小心還會引起過燒。為穩妥起見，採用空氣作為輔助氣體比較好，以確保切割質量。飛機製造業常用的鈦合金雷射切割質量較好，雖然切縫底部會有少許粘渣，但很容易清除。

鎳合金

鎳基合金也稱超級合金，品種很多。其中大多數都可實施氧化熔化切割。