厚板材料进行激光切割的技术难点分析1、准稳态燃烧过程维持比较困难。金属激光切割机实际切割过程中，能切透的板厚是有限的，这与切割前沿铁不能稳定燃烧密切相关。燃烧过程要能持续进行，切缝顶部的温度必须达到燃点。单独靠铁氧燃烧反应释放的能量，实际上不能确保燃烧过程持续进行。民众机架钣金加工一方面，是由于切缝被喷嘴喷出的氧流连续冷却，降低了切割前沿的温度：另一方面，燃烧形成的氧化亚铁层覆盖在工件表面，阻碍氧的扩散，当氧的浓度降低到一定程度时，燃烧过程将会熄灭。采用传统会聚性光束进行激光切割时，激光束作用于表面的区域很小，由于激光功率密度很高，所以不仅仅在激光辐射的区域，工件表面温度达到了燃点，而且由于热传导，一个更宽的区域达到了燃点温度。而氧流作用于工件表面的直径要比激光束直径要大。这表明不仅在激光辐射区域， 要发生强烈地燃烧反应，而且在激光束照射的光斑外围也要同时发生燃烧。厚板切割时，切割速度相当慢，工件表面铁氧燃烧的速度要比切割头行进的速度快。燃烧持续一段时间后，由于氧的浓度下降，而导致燃烧过程熄灭。只有当切割头行进到该位置时，燃烧反应又重新开始。机架钣金加工厂家切割前沿的燃烧过程是周期性地进行，这样就会导致切割前沿的温度波动，切口质量变差。2、板厚方向氧纯度和压力难以维持恒定。金属激光切割机厚板切割时，氧纯度下降也是影响切口质量的重要因素。氧流的纯度对切割过程有强烈影响。当氧流纯度下降0. 9%，铁氧燃烧率将下降10%；纯度下降5%时，燃烧率将下降37%。燃烧率下降将大大减少了燃烧过程输入到切缝中的能量，降低了切割速度，同时切割面液态层中铁的含量增加，从而增大到熔渣的粘性，导致熔渣排出困难，这样在切口下部就会出现严重的挂渣，使切口质量变得难以接受。为了保持切割稳定进行，要求在板厚方向切割氧流的纯度及压力要基本保持恒定。传统激光切割工艺中，常常使用普通锥形喷嘴，这种喷嘴在薄板切割中能满足使用要求。但在切割厚板时，随着供气压力增大，喷嘴的流场中容易形成激波，激波对切割过程有许多危害，降低氧流的纯度，影响切口质量。解决这个问题一般有三种办法：（1）在切割氧流周围添加预热火焰（2）在切割氧流周围添加辅助氧流（3）合理设计喷嘴内壁， 改善气流流场特征。

钢结构，该材料用氧气切割时会得到较好的效果。当用氧气作为加工气体时，切割边缘会轻微氧化。对于厚度达4mm的板材，可以用氮气作为加工气体进行高压切割。优质机架钣金加工这种情况下，切割边缘不会被氧化。不锈钢切割不锈钢需要使用氧气，在边缘氧化不明显的情况下：使用氮气可以得到无氧化无毛刺的边缘，不需要再做其他处理。在板材表面涂层油膜会得到更好的效果，而不降低加工质量。铝尽管有高反射率和热传导性，在厚度6mm以下的铝材可以切割，这取决于合金型和激光器能力。当用氧化切割时，切割表面粗糙而坚硬。使用氮气时切割的表面平滑。因为纯铝高纯非常难切割，只有在系统上安装有特定装置的时候才能切割铝材。否则反射会毁坏光学组件。机架钣金加工厂家钛板材用氩气和氮气作为加工气体来切割。铜和黄铜两种材料都具有高反射率和非常好的热传导性。厚度1mm以下的黄铜可以用氮气切割；厚度在2mm以下的铜可以切割，加工气体必须是氧气。只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铜和黄铜。否则反射会毁坏光学组件。切割合成材料时要牢记切割的危险和可能排放的危险物质。可加工的合成材料有：热塑性塑料、热硬化材料和人造橡胶。在所有有机物切割中都存在着着火的危险（用氮气作为加工气体，也可以用压缩空气作为加工气体）。木材、皮革、纸板、可以用激光切割，切割边缘会烧焦（褐色）。

值得一提的是钣金件公差选用的问题，目前行业内参照的标准有《冲压件尺寸公差》即GB/T 13914-2013、《冲压件角度公差》即GB/T 13915-2013以及《冲压件形状和位置未注公差》即GB/T 13916-2013。在标准GB/T 13914-2013的《平冲压件尺寸公差》中规定了基本尺寸为0～6300mm、板材厚度为0～6mm的不同规格的平冲件的公差等级和公差值；《成形冲压件尺寸公差》规定了基本尺寸为0～1000mm、板材厚度为0～6mm(分t≤1mm、1mm＜t≤4mm、t＞4mm三个厚度区间)的成形冲压件的公差等级和公差值，以及冲压件尺寸极限偏差的规定和公差等级的选用。GB/T 13915-2013规定了冲压件的角度公差。民众机架钣金加工GB/T 13916-2013规定了冲压件的形状和位置未注公差。未注公差一般是指图样上无需标注的公差，在我国又称为“未注公差、自由公差”。一般公差分为精密f、中等m、粗糙c、最粗v四个公差等级。有很多公司规定用GB/T 1804-2000，也有的公司规定用GB/T 15055-2007，谁对谁错呢？GB/T 1804-2000是一般公差、未注公差的线性和角度尺寸的公差，本标准适用于金属切削加工尺寸，也适用于一般钣金件的加工尺寸，非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸可参照采用。GB/T 15055-2007规定了冲裁件线性尺寸、成形件线性尺寸、冲裁圆角半径线性尺寸、成形圆角半径线性尺寸、冲裁角度尺寸、弯曲角度尺寸公差的极限偏差。比较两个标准可发现基本尺寸相同的各个尺寸段中GB/T 15055-2007的公差相应放宽，实际上，能达到两个标准中f级的钣金件已经是精密级了。个人以为钣金件与机加工零件之间有配合要求的推荐用GB/T 1804-2000，单纯钣金件用GB/T 15055-2007。再从实际出发，数控冲、数控剪、激光切割、水切割等下料方法目前均能达到f（精密）级，而大部分公司一般在图纸的技术要求中注明未注公差按以上两个标准之一的m（中等）级执行，所以对以上现代化的数控下料设备而言，再去研究采用哪个标准已没有必要。尽管GB/T 15055-2007中还针对不同材料厚度（分t≤1mm、1mm＜t≤4mm、t＞4mm三个厚度区间）规定了不同公差等级所对应的极限偏差值，但这对传统的普通下料设备仍有实用价值。对折弯工艺而言，数控自动折弯机（如Salvagnini和通快等设备）也能达精密级，普通数控折弯机在对较大尺寸（如大于尺寸1500mm时）零件进行折弯后其成形尺寸不一定能得到保证，这是折弯过程中手工定位和大尺寸易变形所造成。20世纪70年代以前，纺纱厂使用的滚筒当属传统意义上的精密钣金件，单节滚筒卷圆缩口后用锡焊连接，滚筒全长6m用5～6个单节滚筒连接而成，直径为400mm，其全长圆跳动只允许在500μm以下，故使用2～3年后滚筒就要整修，而会修的师傅屈指可数。现在的数控钣金机床误差缩小至100μm甚至几十微米都不在话下，这就体现了钣金的“精”（即加工精度）。我们的精密钣金还在于“密”：材质致密均匀，无表面蚀点，无微裂纹。优质机架钣金加工精密钣金设计技术要求为：⑴成品表面平整光滑无锈蚀，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。⑵加工棱角清晰、圆角过渡平滑，不得有翘曲变形现象。⑶去除全部毛刺飞边，锐角倒钝。⑷下料和冲孔边口不应有翻边现象，毛刺高度不大于0.1mm。⑸浅拉深不得有起皱、拉裂、扭曲等现象。⑹外观尺寸及公差（包括线性尺寸、角度、形位公差等）应符合图样上的技术要求。这也是我们设计精密钣金件的图纸和检验的技术要求。

为实现总倾角31.5°的斜面切割，需制作图2的高精度切割工装，工装节距定位孔距的尺寸公差控制在±0.01mm以内，围带采用分段加工后组焊，解决了整圈斜围带超过? 3000mm。民众机架钣金加工无法加工的难题。(2) 调整好激光加工参数耦合，在激光功率P = 1260W，切割速度v = 1.4m/min，普通氧气(纯度99.8%)作为辅助气体，气体压力为0.08MPa时，可实现大角度斜面激光切割，切缝宽度约为0.18mm。(3) 激光头喷嘴离工件的距离变化和入焦量对切口质量有重要影响，喷嘴离工件太远将使切缝加宽，粗糙度提高，距离太近喷嘴很容易与工件发生碰撞。距离控制在离工件0.5～0.8mm之间，切割后的型腔表面质量较好。机架钣金加工厂家入焦量(即激光焦点在工件内部的位置)约1mm，可保证切口平整，切缝入口处不出现倒角，获得良好的表面加工质量。(4) 由于是三维空间闭合曲面加工，在加工程序制作上，既要考虑型面建模的精度，又要考虑程序直线插补步长，实验表明直线插补步长取0.02mm，效果较好。经万余个型孔加工批量生产表明，采用激光在大角度斜面上进行切割加工是可行的，只要激光参数耦合性合理，并控制好喷嘴离工件的距离、入焦量、程序直线插补步长，可实现31.5° 斜面，板厚6mm工件的精度加工，型孔加工后粗糙度达Ra 3.2mm。单个型孔从原来线切割加工时间为90min，减少到激光加工的34s，加工效率提高百余倍。