激光切割速度影响因素

激光切割速度受多种因素的综合影响，以下为你详细介绍：

设备相关因素

• 激光输出功率：一般而言，功率越高，切割速度越快。在其他条件相同的情况下，增加功率密度可提高切割速度，因为高功率激光能够迅速加热并融化材料，使其割裂变形，在短时间内完成切割任务。例如，切割10mm不锈钢材料，6000W功率基本可以切割到1.8m/min，12000W功率可以切割到6m/min。

• 光束模式与质量：光束模式与材料的契合度越高，切割质量越好，速度也会相应提升。通过调整光学系统，改善光束质量，可使激光束更加聚焦，提高切割精度和速度。同时，光束聚焦系统的特征，即光斑大小也对设备的切割速度有着很大的影响，采用短焦距聚焦镜进行聚焦，可获得更小的光斑，从而提高切割速度。

• 激光频率：激光输出分脉冲输出和连续输出，用于切割的激光主要采用脉冲输出方式，脉冲频率主要影响切割的速度和切口粗糙度，要获得高速切割，高频率是必不可少的。

• 机器运行参数

• 初始速度：它是机器启动的速度，并非越高越好。如果设置过高，机器会剧烈抖动，影响切割质量和速度。

• 加速度：它会影响从初始速度到机器正常切割所花费的时间。在切割不同图案时，机器会频繁启动和停止，如果加速度设置过低，就会减慢机器的切割速度。

材料相关因素

• 材料种类：不同金属材料，如铝、不锈钢、碳钢、铜和合金材料，对激光的吸收率各不相同，因此需要针对每种材料特性制定相应的切割速度。例如，不锈钢、碳钢类材料的切割速度要比铝、铜等材料切割速度快，因为铝、铜属于高反类材料。

• 材料厚度：在切割过程中，随着材料厚度的增加，所需的激光能量也会相应增加，从而导致切割速度的减慢。材料厚度越大所需的进给速度越低，这是因为材料的厚度直接决定了材料的去除总量。

• 材料特性

• 含水率：切割的材质的含水率增大会降低达到要求所需的切割速度。含水率增大材料的热导率就会变大，以至于能量会更快地扩散，且材料中水分的沸腾和蒸发需要消耗大量能量。

• 密度：材料密度的增大会引起进给速度的减小。材料密度的增加会使激光燃烧一定体积切缝材料所需要的能量增加，因此需要降低进给速度。

辅助气体相关因素

• 气体种类：激光切割时会用到辅助气体，常用的有氧气、氮气等，使用助燃气体要比使用普通压缩空气的速度快3倍。一般来说，氧气的切割速度最快，因为它能够参与金属燃烧，可以提高切割效率，适用于大多数金属的切割。

• 气体压力：增加激光切割机气体压力可以加快切割速度，但到达一个最大值后，继续增加气体压力反而会引起切割速度的下降。在高的辅助气体压力下，切割速度降低的原因除可归结为高的气流速度对激光作用区冷却效应的增加外，还可能是气流中存在的间歇冲击波对激光作用区冷却的干扰。

其他因素

• 运行温度：激光切割机对温度比较敏感，需要稳定的控温才能保持高效的运行状态，提高切割速度。如果缺乏有效的控温，激光器出光就会不稳定，导致切割速度减慢，切割质量下降。

• 切割氧相关参数（气割时）

• 纯度：切割氧的纯度越高，燃烧反应的速度越快，切割速度就能越快。若氧气纯度差，不但切割速度大为降低，切割质量变差，而且氧气消耗量增加。

• 流量：为了完成气割，需要向反应区提供足够数量的氧气。氧气流量不足，金属就不能充分燃烧，容易造成粘渣，且切割速度变慢；氧气流量太大，将使金属冷区，容易造成粘渣，甚至造成金属预热不够，而使切割中断。

• 压力：随着切割氧压力的提高，切割氧流量相应增加，清除粘渣的能力增强，因此能够切割的厚度随之增大。但压力增大到一定值，可切割的厚度也达到最大值，再增大压力，可切割的厚度反而减小。

• 流形状：为了使切口宽度沿厚度方向上下一致，获得良好的切割质量，要求切割氧流在尽可能长的范围内保持圆柱形状，边界线清晰，且挺直有力。如果风线粗，边界线混沌，则不仅切割速度降低，而且切割面质量恶化，切口下缘黏附熔渣。

• 切割倾角（气割时）：随着切割倾角的增大，切割速度加快，当切割倾角达到某一极限角度时，切割速度达到最大值，继续增大切割倾角，切割速度反而下降，割嘴种类和被切割钢板厚度均影响切割速度达到最大值时的切割倾角。

• 预热火焰能率（气割时）：若火焰过强，可能出现切口上边缘熔塌，并有珠粒状熔滴粘附，切割面质量变差，切口下边缘粘渣等；若火焰过弱，将减慢切割速度，易发生切割中断、回火、后拖量增大等问题。

• 钢板初始温度与表面状态（气割时）：钢板的初始温度高，可以加快切割速度，显著减少切割氧消耗量；钢板的表面存在较厚的氧化皮、黄锈等赃物时，将使切割速度下降，严重时会使切割中断。

• 熔渣黏度（气割时）：熔渣黏度低，流动性好，易于被切割氧吹走，切割速度就能加快。

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