激光切割过程中的常见问题和解决措施分析

激光切割过程中的常见问题和解决措施
分析
摘要：在科学技术飞速发展的今天，激光切割技术开始广泛应用到汽车领域、化工领域，这项技术具有切割速度快、切割范围广等特点，不过在具体利用中还
存在激光切割不透、切割不出光等问题，不加以解决将影响我国工业化发展。

本
文从激光切割的内涵入手，讨论激光切割工艺类型，阐述激光切割主要问题，最
后提出激光切割改进措施，希望对相关研究带来帮助。

关键词：激光切割；问题；措施
在工业化进程不断推进的背景下，我国激光切割技术飞速发展，相较于传统
的切割技术有效提升了产品质量，不过企业生产成本也在增加。

此外，当前切割
过程中存在切割连续性不强、切割不透等问题，需要对相关内容进一步分析，进
而提升产品质量。

一、激光切割的内涵
激光切割就是借助高功率密度激光束照射被切割的材料，进而让材料快速加
热或者在熔化和汽化作用下达到指定温度，在蒸发后形成孔洞，随着光束在材料
上的移动孔洞会形成脚窄的切缝，以此完成对材料的切割。

在工业企业当中激光
切割是下料的重要手段，直接关系到产品质量。

目前激光切割作业中存在诸多产
品质量问题，不过整体看来这种切割技术在不断改进[1]。

二、激光切割工艺类型
（一）汽化切割
这种工艺类型是在高功率密度激光束加热作用下，使物体材料表面温度上升
到沸点温度。

在快速升温期间一些材料汽化成蒸汽然后消失，还有部分材料作为
喷出物会被切缝底部的气流吹走。

在汽化切割期间，蒸汽可以带走冲刷粉碎以及融化质点，进而形成孔洞。

（二）熔化切割
这种切割工艺主要体现在孔洞形成，特别是入射的激光束功率密度超出特定数值后，光束照射点部位的材料内部开始蒸发，进而形成孔洞，如果材料出现这种小型孔洞会吸收全部入射光束能量，同时小孔受到熔化金属壁的包围，光束同轴的辅助气流会受到孔洞周边熔融材料的影响。

随着被加工工件的移动，小孔也会沿着切割方向横移形成切缝[2]。

三、激光切割主要问题
（一）尖角烧蚀问题
这一问题在当前激光切割作业中较为常见，出现的主要原因在于温度升高，一般情况下激光切割样板的尖角区域随着激光束移动速度出现先降低后恢复到正常速度的变化，由此说明停留在尖角区域时间较长。

由于速度变化时间内的激光束能量未能减少，所以始终处于工作状态，加之被加工样板在该区域热量的集中最终导致尖角部位温度持续升高。

尽管科学研究证实激光切割热影响区域范围较小，不过尖角处的散热面积小、传递热量能力差、加之高温辅助气体的冲刷，最终导致尖角部位出现烧蚀问题。

（二）切割不透问题
激光切割本身过程较为复杂，要求技术人员切割期间严格按照产品质量要求和操作工艺进行，不过在作业期间依然会遇到切割不透或者切口不光滑等问题。

研究证实导致样板切割不透的原因如下：一方面，在于激光功率下降，切割速度过快；另一方面，和电压不稳定、光路不正有关。

此外，材料自身问题以及辅助气体气压缺乏存在关系。

整体看来，为了确保激光切割作业效率和产品质量，要求技术人员认真分析切割不透的相关因素[3]。

（三）切割不出光问题
该问题也在数控产品生产中经常出现，由于在工业制造领域对切割质量以及
精度要求极高，在发生相关故障后要求技术人员及时分析和解决，导致切割不出
光的因素诸多，其中包括灯管老化导致激光功率下降，再如电流偏小导致激光束
输出能量不足。

此外，激光器积灰过多、污染镜片同样会造成不透光。

因此工业
企业负责人在日常管理中需要对技术人员提出更高要求，确保机械设备合理操作
并不断总结经验，以此保证激光切割机顺利完成任务。

（四）切割不连续问题
激光切割机出现不连续问题和编程不合理存在直接关系，比如激光切割之后，局部钢板和整体连接而手工切断容易破坏样板，导致产品报废。

此外，激光切割
期间辅助气体换气也会造成切割不连续，这种问题的发生是加工期间辅助气体需
要对熔化的金属吹出切缝，在辅助气体使用之后设备停止运动，更换气体之后继
续进行切割任务，这一过程中容易出现切割轨迹不连续问题。

激光切割改进措施
（一）调整激光切割线路
尽管尖角出现烧蚀几率较大，不过影响因素并非只有温度，还与尖角处的切
割速度存在关系，为防止尖角烧蚀问题出现主要的方法是调整切割路线，进而对
速度控制，比如切割期间采取绕行圆弧的方式能够保证切割速度不发生变化，还
能在空总圆弧时间内让另一侧完成切割任务的机器温度冷却，避免尖角处的热量
过于集中，保证尖角切割处的完整光滑。

此外，为了解决尖角烧蚀问题可以采取
增加补加的方法，比如防盗门生产过程当中利用切割技术时，采用增加补加的方
法可以解决尖角烧蚀问题，避免尖角尺寸发生变化。

（二）解决切割不透问题
在激光切割期间切割不透出现的原因诸多，因此要求技术人员深入分析，具
体说来：一方面，激光器自身如果存在质量问题会导致切割不透，所以需要对外
光路传输镜片是否存在污染以及损坏问题进行分析；另一方面，如果已经受到污
染的镜片清洗之后依然切割不透，需要分析是否存在激光器或者光路方面的问题，
比如钢铁企业生产钒肽产品时出现激光切割不透的重要原因是光路不正，所以技
术人员要及时调整光路，重视光束焦点和被加工材料的相对位置。

此外，切割铜
铝产品时需要打磨产品表面，或者涂抹吸光材料，以此减少反光率过高的情况[4]。

（三）遵循操作工艺
激光切割期间出现激光能量衰减或者不出光的问题会对产品生产造成不利影响，遇到该问题时操作人员需要对机械设备深入检查，以此制定解决方案。

通常
解决步骤如下：其一，要分析水循环状态是否良好，如果水循环存在问题通常需
要避免相关人员人工断接水保护之后马上使用设备，之后点击预调分析激光器的
运行状态是否良好；其二，如果设备受到污染需要使用无水乙醇清洗镜片，如果
出现损坏必须及时更换；其三，激光器出现损坏后要重新设置激光输出能量，进
而解决激光功率偏低问题。

整体看来，作业人员必须遵守操作工艺，这样才能及
时解决和减少不出光问题。

（四）科学进行激光切割编程
激光切割设备运作的过程中依赖于制定好的程序，所以要求技术人员具备专
业素养，减少编程中的错误。

工业企业要切实做好技术人员的培训和监管工作，
比如对于精度要求较高的切割任务，在编制完整的程序后需要深入分析，如果需
要切割细小工件可能在移动切割头的过程中发生接触，导致切割头撞坏，所以在
编程过程中需要把细小的工件设置成微连接，进而在轨迹完成之后确保工件上的
细小连接点和木材连接，之后取下工件并通过技术性措施破坏微连接。

结束语：
综上所述，在工业技术飞速发展的今天，激光切割成为了先进技术手段。

在
制造汽车生产、钢铁行业中广泛利用。

目前该技术在实际利用中还存在技术性问题，所以今后要求继续加强技术攻关，同时也要求完善生产管理制度，以此提升
产品质量。

参考文献：
[1]曹珪，何为蔚，蒋增荣.浅析cnckad自动编程系统在激光切割中的实现
过程[J].装备制造技术，2019，13(10):135-137.
[2]李鑫，马鹏鹏.浅析激光切割常见问题及处理方法[J].速读（下旬），2019，22(9):259.
[3]徐凯.激光切割技术在偏光片裁切中的问题与优化策略研究[J].数码世界，2020，17(6):272-273.
[4]王娜，王海艳，姜云春.激光切割工艺路径的双向蚁群算法优化[J].锻压
技术，2020，45(11):30-35.。