激光切割机的工艺

激光切割机的工艺丰富多样，涵盖切割工艺、空程方式、调焦方式、穿孔工艺、防碰撞工艺等多个方面，以下为你详细介绍：

切割工艺

• 汽化切割：材料表面温度快速升至沸点，避免热传导造成的融化，部分材料汽化成蒸汽消失。该工艺需要非常高的激光功率，为防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料厚度不宜大大超过激光光束的直径，只适合必须避免有熔化材料排除的情况，实际多用于铁基合金很小的使用领域，且不能用于木材和某些陶瓷等没有熔化状态的材料。

• 熔化切割：工件被局部熔化后，借助气流把熔化的材料喷射出去，材料的转移只发生在液态情况下。激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝，气体本身不参与切割。相比气化切割，它可以得到更高的切割速度，对于铁制材料和钛金属可得到无氧化切口。产生熔化但不到气化的激光功率密度，对于钢材料来说，在10⁴W/cm²～10⁵W/cm²之间。

• 氧化熔化切割（激光火焰切割）：与激光熔化切割不同，它使用氧气作为切割气体，材料在激光束照射下被点燃，与氧气发生激烈化学反应产生另一热源，使材料进一步加热。对于相同厚度的结构钢，该方法切割速率比熔化切割高，但切口质量可能更差，会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量，在加工精密模型和尖角时有烧掉尖角的危险，可使用脉冲模式的激光来限制热影响。

• 控制断裂切割：针对容易受热破坏的脆性材料，通过激光束加热进行高速、可控的切断。

空程方式（蛙跳）

在激光切割机发展过程中，蛙跳是突出的技术进步。传统激光切割机空程运转时，切割头要依次完成上升、平动、降落三个动作；而蛙跳是在切割头平动靠近目标点的同时增添降落动作，其运动轨迹如同青蛙跳跃画出的弧线，只占用了平动时间，省却了上升、降落的时间，可压缩空程时间，提高机器运转效率。

调焦方式（自动调焦）

切割不同材料时，需要调整激光束焦点落在工件截面的位置，即调焦。早期激光切割机一般采用手动调焦方式，如今很多厂商的设备实现了自动调焦功能。改变聚焦镜的位置可改变焦点地址，聚焦镜降落，焦点降落；聚焦镜上升，焦点上升，这需要通过电机驱动聚焦镜作上下运动来实现。此外，还可通过改变反射镜（可调镜）的曲率，改变反射光束的发散角度，从而改变焦点地址。自动调焦功能可显著提高激光切割机的加工效率，加工厚板时穿孔时间大幅减少，加工不同材质、不同厚度的工件时，机器可自动将焦点快速调整到最合适的位置。

穿孔工艺（集中穿孔）

激光切割较厚板材时，每一轮廓的切割加工通常要经历穿孔和切割两个阶段。常规加工工艺是在每个轮廓切割前进行穿孔，而集中穿孔是将整张板材上的所有穿孔过程提前集中执行，然后再回头执行切割过程。这种工艺可防止过烧现象的发生，因为厚板穿孔过程中，穿孔点四周会形成热量聚集，若紧接着进行切割加工，就会出现过烧现象；采用集中穿孔工艺，完成全部穿孔、返回起点再切割时，有充分的时间散热。不过，集中穿孔也存在风险，若在切割过程中发生碰撞，导致板材位置变动，则尚未切割的轮廓可能会出现偏差。

防碰撞工艺（桥位/微连接）

进行激光切割加工时，板料被锯齿状的支撑条托住，被切割下来的零件若大小不合适，可能会失去平衡而翘起，高速运动的切割头与之发生碰撞，轻则停机，重则损坏设备。利用桥位（微连接）切割工艺，可避免此种现象。在对板材进行激光切割编程时，使废料掉落，而留桥位的外轮廓（零件）与母材粘连在一起，不掉落，从而免去分拣工作。

相关文章：