激光切割常见问题[1]
激光切割缺陷分析及解决办法
激光切割缺陷分析及解决办法激光切割是一种常见的材料加工方法，广泛应用于金属、木材、塑料等材料的切割加工。
然而，在激光切割过程中，可能会出现一些缺陷，如切割口气孔、切割边缘瑕疵等。
这些缺陷不仅会影响切割质量，还可能影响材料的使用性能。
因此，对激光切割缺陷进行分析，并找到解决办法，对于提高切割质量具有重要意义。
一、切割口气孔问题1.问题描述：激光切割过程中，切割口附近容易出现气孔，严重影响切割质量。
2.问题原因：（1）气体流动不畅：激光切割过程需要喷射辅助气体，如氮气、氧气等，如果辅助气体流动不畅，会导致切割口产生气孔。
（2）材料表面有杂质：材料表面有杂质，如油污、锈蚀等，会影响激光切割过程中气体流动，进而导致气孔的生成。
3.解决办法：（1）优化辅助气体的流量和压力，确保气体流动畅通。
（2）在切割前对材料表面进行清洁处理，确保表面无杂质。
（3）优化切割参数，如激光功率、扫描速度等，减少切割过程中的气孔生成。
二、切割边缘瑕疵问题1.问题描述：激光切割过程中，切割边缘容易出现瑕疵，如毛刺、裂纹等。
2.问题原因：（1）激光功率不匹配：如果激光功率过高或过低，都会导致切割边缘出现瑕疵。
（2）切割速度不适宜：切割速度过快或过慢都会影响切割边缘的质量。
（3）材料性质不适应：不同材料的切割特性不同，如果切割参数没有经过调试，会导致切割边缘出现瑕疵。
3.解决办法：（1）优化激光功率和切割速度，确保切割过程中熔融区处在最佳状态。
（2）选择合适的切割参数，针对不同材料进行调试，以获得最佳的切割质量。
（3）安装合适的辅助装置，如压板、切割套管等，来提升切割边缘的质量。
三、焦点位置调整问题1.问题描述：激光切割过程中，焦点位置的调整不当，会导致切割质量下降。
2.问题原因：（1）激光器焦距调整不准确：激光器焦距的调整直接影响切割质量，如果调整不准确，会导致焦点位置不正确。
（2）焦点位置与材料的距离调整不当：焦点位置与材料的距离也会影响切割质量，如果调整不当，同样会导致焦点位置不正确。
激光切割中常见问题及解决办法
激光切割中常见问题及解决办法1、切割穿孔技术爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑，然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。
一般孔的大小与板厚有关，爆破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大，且不圆，不宜在加工精度要求较高的零件上使用，只能用于废料上。
此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。
脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。
每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时间需要几秒钟。
一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。
这样穿孔直径较小，其穿孔质量优于爆破穿孔。
为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性，因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。
此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。
在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应加以重视。
从理论上讲通常可改变加速段的切割条件，如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。
在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实，具体方法是改变脉冲宽度；改变脉冲频率；同时改变脉冲宽度和频率。
实际结果表明，第3种效果最好。
2、切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，造成孔的变形，影响加工质量。
这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔（软穿刺）方式改为爆破穿孔（普通穿刺）方式，加以解决。
而对于较小功率的激光切割机则恰好相反，在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。
激光切割过程中的常见问题
激光切割过程中的常见问题Hessen was revised in January 2021不锈钢类：（离焦量根据板厚调整）①：焦点越上它的切割面越亮。
②：下表面挂硬渣是：焦点太上、速度太慢、气压太小。
③：焦点越下它的切割面越粗糙。
④：下表面挂软渣是：焦点太下、速度太快、气压过大、功率过高。
⑤：切不透是：焦点不对、功率过低、速度太快。
碳钢类：（离焦量根据板厚调整）下表面挂硬渣是：①：焦点太下；②：气压太小；③：功率过小；④：速度太快。
切割面粗糙是：①：焦点太上；②：气压太大；③：功率过大；④：材料问题。
切割喷嘴与镜片的选择(切割参数)一：切割碳钢时喷嘴与镜片的选择：①：镜片的选择：切割1-8mm的碳钢时选用（5英寸）的镜片。
切割8-10mm的碳钢时选用（7.5英寸）的镜片。
②：喷嘴的选择：切割1-6mm的碳钢时选用（Φ1.4）的喷嘴。
切割6-10mm的碳钢时选用（Φ2.0）的喷嘴。
二：切割不锈钢时喷嘴与镜片的选择：①：镜片的选择：切割1-4mm的不锈钢时选用（5英寸）的镜片。
切割4-6mm的不锈钢时选用（7.5英寸）的镜片。
②：喷嘴的选择：切割1-3mm的不锈钢时选用（Φ1.5）的喷嘴。
切割时（氮气压力）10㎏-13㎏切割3-4mm的不锈钢时选用（Φ2.0）的喷嘴。
切割时（氮气压力）13㎏-15㎏切割5-6mm的不锈钢时选用（Φ2.5）的喷嘴。
切割时（氮气压力）14㎏-16㎏所用气体的种类和作用空气：①：作为切割气体使用②：作为冷却切割头使用③：作为光路内部除尘使用（保护镜片延长镜片的使用时间）普氧：作为切割碳钢的气体（助燃性）纯度99.5%纯氮：作为切割不锈钢的气体（冷却性）纯度99.9% （切割碳钢速度为3/4）高纯氮：作为激光器的使用气体纯度99.999%高纯氦：作为激光器的使用气体纯度99.999%高纯二氧化碳：作为激光器的使用气体纯度99.999%切割孔的大小（区分材质与厚度）①切割8㎜之内的碳钢类板材，孔径不能小于板材的厚度，切割10㎜之内的板材，孔径不能小于板材厚度的1.2倍。
激光切割中常见问题及解决办法
1.切割穿孔技术任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一个小孔。
之前在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一个孔，然后再用激光从小孔处开始进行切割。
对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法：爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑，然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。
一般孔的大小与板厚有关，爆破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大，且不圆，不宜在加工精度要求较高的零件上使用，只能用于废料上。
此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。
脉冲穿孔——采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。
每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时间需要几秒钟。
一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。
这样穿孔直径较小，其穿孔质量优于爆破穿孔。
为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性，因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。
此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。
在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应加以重视。
从理论上讲通常可改变加速段的切割条件，如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。
在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实，具体方法是改变脉冲宽度；改变脉冲频率；同时改变脉冲宽度和频率。
实际结果表明，第3种效果最好。
2.切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，造成孔的变形，影响加工质量。
激光切割中常见问题及解决方法课件
解决方法
针对不同问题采取相应措施。对于激 光器故障，可以尝试更换激光器或联 系厂家维修；光束传输系统故障则需 检查传输系统并修复；切割头故障则 需更换切割头或进行维修。
案例五：切割变形大
总结词
详细描述
解决方法
切割变形大是指材料在切割过程中出 现较大程度的变形。
切。当材料固定不牢固时，容 易在切割过程中发生移动；切割速度 过快则会导致材料受热不均；热影响 区过大则会对材料产生较大影响。
3. 安装新的切割嘴和反射镜时要 注意清洁和正确的安装方式。
调整光路
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总结词：光路不正会导 致激光光束偏离、切割 效果不佳等问题。
详细描述：调整光路可 以改善激光光束质量， 提高切割效率和质量， 具体实施如下
1. 检查光学元件是否污 染或损坏，如有问题及 时更换。
2. 调整光学元件的位置 和角度，使激光光束聚 焦在材料表面。
VS
详细描述
激光切割不连续的主要原因包括激光功率 波动、切割速度不稳定、材料表面污染等。 解决方法包括调整激光功率、稳定切割速 度、清理材料表面等。
切割变形大
总结词
激光切割变形大是指在切割过程中材料出现较大程度的变形或弯曲。
详细描述
激光切割变形大的主要原因包括材料固定不牢固、切割速度过快、气体流速过快等。解决方法包括加强材料固定、 降低切割速度、降低气体流速等。
解决方法
针对不同问题采取相应措施。对于激光器本身的问题，可 以尝试更换激光器或联系厂家维修；激光传输系统故障则 需检查传输系统并修复；冷却系统异常则需检查冷却系统 并修复。
案例四：切割不连续
总结词
详细描述
切割不连续是指在正常操作条件下， 切割材料时出现突然停顿或切割断面 不平整现象。
激光切割异常与排除方法
激光切割异常与排除方法
序号问题
解决方案
1
激光不出光1、激光电源开关没闭合；
2、激光高压没按下；
3、激光电源毁坏；
4、高压线脱落。
2
切割尺寸有偏差1、固定参数中转距设置不对；
2、每脉冲数设置不对；
3、图形没有作光逢补偿。
3
切方形成平行四边形1、X轴与Y轴不垂直。
4
切割面垂直度不好1、垂直光没调好；
2、焦距调整不对；
3、聚焦镜片焦矩太短。
5
切割面边缘熔边厉害1、激光功率输出太大；
2、切割速度太慢；
3、吹气没过滤或过滤不够；
4、吹气气压太小。
6
切割时工件底面起火1、切割速度太慢；
2、激光功率输出太大；
3、工件表面有保护纸；
4、抽风太小；
5、吹气太小；
7
切割速度降低1、焦距不对；
2、镜片太脏；
3、光路不正；
8
切割断面不光滑1、皮带松紧度不当；
2、切割速度太快；
3、镜片太脏；
4、处于手动出光状态；
5、光路系统松动；
6、台面振动。
9
起点处有一小槽1、降低激光强度；
2、减少开光延时；
3、减少关光延时。
激光切割机常见问题
(4) 报警名称：上限位有效 Z+Limit rFachFd 报警原因及检查方法：Z 轴上限位触发
(5) 报警名称：下限位有效 Z- Capacity largF 报警原因及检查方法：Z 轴下限位触发
2. 网络超时 报警原因及检查方法：a.网线没接好 b.调高器 IP 重新设置 c.没有开调高器
3. 伺服驱动器报警 报警代码：910、710、720 报警原因及检查方法：a.伺服没有打开 b.伺ห้องสมุดไป่ตู้接线有问题，请检查所有伺服插头
激光切割机常见问题处理 1. 浮头报警
(1) 报警名称：本体电容变小 报警原因及检查方法：a.喷嘴没有安装 b.陶瓷环松 c.接线有问题
(2) 报警名称：电容异常变大 报警原因及检查方法：标定有问题
(3) 报警名称：伺服报警 报警原因及检查方法：a.Z 轴伺服没有打开 b.伺服接线有问题，请检查所有伺服插头
激光切割机常见故障及解决方案
1切割效果不好或切不穿？功率设置偏小，电位器拧小，光偏，镜片脏，聚焦镜片装反，焦距，激光电源，激光管功率衰减，水温过高，电压不稳等根据实际情况确定，由简如深。
2 连接不上设备？是否安装板卡驱动，USB线或网线是否插好，USB线或网线坏，转接板坏，板卡等3 开机回原点往反方向运动？原点开关坏4 切割图形变形和切割重叠？同步轮螺丝松，电机线断，电机坏，驱动器，电压等5 设备启动不了和开机室内空开就跳闸？急停是否弹起，外部电路是否接通，设备内部空开是否合上，是否开机听到啪的一下声音如有请检查主接触器和控制变压器等；水保护漏水导致激光电源进水短路(如JGHY12570水保护位置安装在侧面，它的下面刚好是激光电源)，107水泵短路，室内空开使用过小等6 高压线打火？这个问题确实很头疼的，我建议是在高压线的外面套上高压绝缘套管7 图形尺寸偏大或偏小？输出图形尺寸是否一样，Z轴高度位置变化，校正文件等8 打出来的图像中间和周围的颜色不一样？调整调焦系数，调整W轴焦点等9 在打标过程中有打坏的现象和光斑变粗？动态，DA板等10 打标图形位置偏移？振镜头X轴或Y轴位置偏移，找到中心点根据实际偏移方向调整XY轴位置11 开机振镜头XY轴乱摆和动态电机异响乱摆？更换±12±15V开关电源；更换±12±28V开关电源12 不出光？冷水机回水是否正常，W轴位置是否变化，DC48V32A激光电源是否正常，激光管等13 开机显示面板无显示？5V12V24V开关电源是否正常，显示面板等14 开机不回原点显示面板失灵？更换脱机卡15 Z轴不送料或运动无力？Z轴送料电机问题，驱动器问题，轴承，异物卡死等16 玻璃管不出光？玻璃管的出光控制主要有激光管，激光电源，水循环系统及出光信号，出光信号又包括板卡给出的PWM出光信号，水保护信号，门开关信号等。
所以激光管不出光主要从激光管激光电源水循环系统及出光信号几个方面着手，一般首先观直接察激光电源是否正常通电，激光管内管外管是否有异样，水循环系统是否正常，若不正常常则作相应的更换或调整。
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Siemens Medium Voltage Switching Technologies (Wuxi) Ltd.
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四.常见加工缺陷分析:
4.1 碳钢氧气切割
現象 没有毛刺，切割良好
原因
功率正确 切割速度正确
切痕方向在底部偏离，切割底部较宽 切割速度太高 激光功率偏低 辅助气体偏低 焦点位置偏高
有等离子气体产生，工件不能割透
切割速度太高 激光功率太低 焦点位置太低
光束中断 割缝粗糙
切割速度太高 激光功率太低 焦点位置太低
喷嘴损坏 镜片污染
解決方法
提高焦点位置 降低切割速度
提高切割速度 降低焦点位置 提高气体压力 冷却材料
调整喷嘴 降低焦点位置 提高气体压力 提高切割速度
使用高纯度氮气
降低切割速度 提高激光功率 提高焦点位置
使用需要的辅助气体 降低切割速度 提高功率
焦点位置
降低切割速度
降低气体压力 提高切割速度 降低焦点位置 使用好的材料 提高焦点位置 降低气体压力 提高切割速度 材料冷却
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降低速度 提高气体压力 调整焦点位置 使用符合纯度要求的气体
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現象 仅在割缝底部的一侧有毛刺
原因
喷嘴中心不好 喷嘴孔不圆
有蓝色的等离子气体产生，工件不能 割透
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4.2 不锈钢高压氮气切割
现象 割缝两侧有小的规则的毛刺
原因
焦点位置太低 切割速度太高
割缝两侧有长线状，不规则的毛刺
切割速度太低 焦点位置太高 气体压力太低 材料太热
仅在割缝两边有长线形状不规则的
毛刺
喷嘴不在中心
焦点位置太高
气体压力太低
切割速度太低
切割边呈黄色
氮气不纯含有氧气
切缝底部两侧有类似熔渣的毛刺，水 珠形状，容易去除
切割速度偏高 气压偏低 焦点位置偏高
割缝底部两侧的熔渣粘在一起
焦点位置偏高
解方法
降低切割速度 提高激光功率 提高气体压力 降低焦点位置
调整切割速度 提高气体压力
降低焦点位置
割缝底部的两侧的熔渣很难清除
切割速度太高 辅助压力偏低 焦点位置偏高 气体内有杂质
辅助气体间接错 切割速度太高 功率太低
切割面不规则
沒有毛刺, 切痕向后傾斜, 切縫底部窄
气体压力偏高 喷嘴损坏 喷嘴直径太大
切割速度太高
切割面上有蚀坑 切割面十分粗糙
气体压力太大 切割速度偏低 焦点位置较高 材料表面锈蚀 材料过热 材料中有杂质 焦点位置偏低 气体压力较高 切割速度太低 材料过热
解決方法 调整喷嘴中心 更换喷嘴
当高 速 切割 薄 板材 时，需 要较 高 的气 体 压力 防 止切 口背 面 沾渣 ，当 材 料厚 度 或切 割 速度较慢时，气体压力可以适当的降低。
激光 輸出 功率
激光功率大小和模式好坏都会对切割发生重要的影响，实际操作时，常常设置最大 功率以获得高的切割速度或用以切割较厚的材料。
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內容 DESCRIPTION
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二.适用范围
GIS-PP 预生产车间激光切割
三.激光切割主要工艺参数:
参数
內容
给定激光功率密度和材料，切割速度符合一个经验公式，只要在阀值以上，材料的 切割速度与激光功率成正比，即增加功率密度，可提高切割速度，切割速度同样与被切 切 割材料密度和厚度成反比，提高切割速度的因素: 割 (1) 提高功率(500-2000w); 速 (2)改变光束模式; 度 (3)减小聚焦光斑大小(如采用短焦距透鏡) 对金 属 材料 ，其 他 工艺 变 量保 存 不变 ，激 光 切割 速 度可 以 有一 个 相对 调 节 范 围而 仍 能保 持较满意的切割质量，这种调节范围在切割薄金属时显得比原件宽，
降低切割速度 提高激光功率 提高焦点位置 更换喷嘴 清洁镜片或更换镜片
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化，这就需及时调整焦点位置。
辅助 气体
辅助气体与激光光束同轴喷处，保护透镜免受污染并吹走切割区底部溶渣，对非金 属和部分金属材料，使用压缩空气或惰性气体，清除溶化和蒸发材料，同时抑制切割区 过度燃烧。
輔助 氣體 氣壓
大多 数 金属 激 光切 割 则使 用活 性 气体（氧 气 ），形 成与 灼 热金 属 发生 氧 化放 热反 应 ， 这部分附加热量可提高切割速度 1/3—1/2
激光 束 聚光 后 光斑 大 小与 透 镜较 长 成正 比 ，光 束经 短 焦长 透 镜聚 焦 后光 斑尺 寸 很小 ，
焦 点 位 置
焦点 处 功率 密 度很 高 ，对 材料 切 割很 有 利 ，但它 的 不利 之 外是 焦 深很 短 ，调 节余 量 很小 ， 一般比较适用于高速切割薄材，对于厚工件，由于长焦长透镜有较宽焦深，只要具有足 够功率密度，用来对它切割比较合适，由于焦点处功率密度最高，在大多数情况下，切 割时，焦点位置刚处于工件表面，或稍在工件表面之下，确保焦点与工件相对位置恒定 是获得稳定的切割质量的重要条件，有时透镜工作中因冷却不善而受热 从而引起焦长变
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一.目的:
理解影响切割品质的主要工艺参数,清楚常见加工却缺陷产生原因及解决方法。