激光切割机加工质量的检测方法

         关于激光切割质量的评定标准，目前国内尚无统一标准，国外各个国家和地区也不完全一致，而且每个激光设备公司的评定标准也有差异，以EU为主提供的有关ISO9000系列质量保证方法，对激光切割标准和标准试样规定等进行了研究，其内容包括：切割质量等级划分、设定样品和加工样品的标准、光学系统、价格样品的机种及光束特性等。

下图可以系统的看出影响激光切割质量的各种因素

 

对于购选激光切割设备的人，如何判断激光切割加工质量是很重要的。对于激光切割加工而言，评价其加工质量主要包括以下几个原则：

金属激光切割机高速切割厚板时，熔融金属不会出现于垂直激光束下方的切口里，反而会在激光束偏后处喷出来。结果，弯曲的纹路在切割边缘形成了，纹路紧紧跟随移动的激光束，为了修正这个问题，在切割加工结尾时降低进给速率，可以大大消除纹路的行成。

金属激光切割机切口宽度一般来说不影响切割质量，仅仅在部件内部形成特别精密的轮廓时，切割宽度才有重要影响，这是因为切割宽度决定了轮廓的最小内经，当板材厚度增加时，切割宽度也随之增加。所以想要保证同等高精度，不管切口宽度多大，工件在激光切割机的加工区域应该是恒定的。

一般情况下，金属激光切割机主要集中在5MM以下材料的加工处理上，其断面垂直度可能不是最为主要的评估因素，但对于大功率激光切割而言，当加工材料的厚度超过10mm，切割边缘的垂直度非常的重要。远离焦点时，激光束变得发散，根据焦点的位置，切割朝着顶部或者底部变宽。切割边缘偏离垂直线百分之几毫米，边缘越垂直，切割质量越高。

我们通常说的毛刺是指附着性很强的毛刺，如不做进一步处理不能去除，或不需要进一步处理就能很容易去除的附着熔渣。

金属激光数控切割机的挂渣主要体现为沉积和断面毛刺上，其中材料沉积是因为激光切割在开始熔化穿孔前先在工件表面碰上一层含油的特殊液体。气化且各种，材料不用客户用风吹除切口，但是向上或向下排出也会在表面形成沉积。而毛刺的形成时决定激光切割质量的一个非常重要的影响因素，因为毛刺的去除需要额外的工作量，而毛刺是一个难以量化的指标，所以毛刺量的严重和多少通过肉眼来判断切割的质量。

其实对于金属激光切割机而言，切割断面纹路和粗糙度直接有着直接联系，往往断面纹路不佳的切割表现也直接会导致粗糙度较高，但考虑到两种不同效果在成因上的不同，一般我们分析金属激光数控切割机加工质量时，仍然是分开来做分析。激光切割断面会形成垂直的纹路，纹路的深度决定了切割表面的粗糙度，越浅的纹路，切割断面就越光滑。粗糙度不仅影响边缘的外观，还影响摩擦特性，大多数情况下，需要尽量降低粗糙度，所以纹路越浅，切割质量就越高。

激光切割表面粗糙度主要取决于下列三个方面：

①切割系统的固有参数，如光斑模式、焦距等；

②切割过程中可调节的工艺参数，如功率大小、切割速度、辅助气体类型和压力等；

③加工材料的物性参数，如对激光的吸收率、熔点、熔融金属氧化物黏度系数、金属氧化物表面张力等。

切割面的粗糙度几乎与板厚的平方成正比，而且在切割面下部这种倾向更为明显，金属工件的厚度越小，切割表面粗糙度等级越高；可以采用聚光性高的短焦距透镜和尽量高的切割速度，有利于改善切割面的粗糙度。

金属激光切割机作为热切割加工应用设备，在使用过程中势必会对金属材料造成热影响，其体现主要包括三个方面：1.热影响区域；2.凹陷和腐蚀；3.材料变形

其中热影响区域指激光切割中，沿着切口附近的区域被加热。同时，金属的结构发生变化。例如，一些金属会发生硬化。热影响区域指的是内部结构发生变化的区域的深度；而凹陷和腐蚀是对切割边缘的表面有不利影响，影响外观。他们出现在一般本应避免的切割误差；最后如果切割使得部件急剧加热，它就会变形。精细加工中这一点尤为重要，因为这里的轮廓和连接片通常只有十分之几毫米宽。控制激光功率以及使用短激光脉冲可以减少部件变热，避免变形。

除了上述原则外，加工过程中对激光切割尺寸的精度、熔化层的状态和最终成型，直接影响着上述加工质量评价指标。