激光切割常见问题分析与解决办法
2018-8-3 来源： 中车株洲电力机车有限公司 作者：刘 敏，夏长伢
摘 要:激光切割作为钢构件事业部下料的重要手段，生产效率与产品质量的高低直接关系事业部生产的顺利完成。针对激光切割的过程出现的产品毛刺、切割断面质量差等问题，可以从光束对中、程序引入线、切割参数等方面着手，研究原因，制定解决措施，并应用到实际生产。
关键词: 激光切割; 切割断面质量差; 切割参数
0 引言
激光切割下料作为钢构件事业部备料车间现有最重要的下料方式，其生产效率的高低直接决定了车间乃至事业部的生产进程，是事业部的重点班组。
而在平时的激光切割作业中经常出现的产品毛刺、切割断面质量差等问题，一直困扰着班组，严重影响班组的正常生产，当出现切割断面超差时，最终的处理方式都是由人工进行打磨处理，不仅劳动强度大，而且打磨作业需要的时间比切割的时间还要长。
1 、问题分析及解决办法
为有效解决厚板产品切割断面质量差及切割毛刺问题，可以具体问题具体分析。
1．1 焦点位置对产品切割质量的影响
在激光切割的参数设置中，焦点位置的不同，切割出来的产品质量也会不相同，我们拟对焦点位置进行调整试验，对比不同焦点位置下的切割质量，试验材料: 1．4301－6/Q345E－8，切割气体: 氮气，工艺表: T2D5637，切割速度: 1．5 m/min。激光在切割过程中，当焦点位置较高时，切割毛刺明显增多，且毛刺较硬，只能通过砂轮机打磨的方式进行处理，在经过多次试验后，将焦点位置设置为－4 时，切割毛刺基本没有，断面光滑。
详细切割断面见表 1
表 1 不同焦点位置试验结果
1．2 引入线位置对产品切割质量的影响
产品引入线位置不同对产品质量影响较大，我们拟对不同引入线位置进行实验。引入线位置对产品切割质量的影响详见表 2。
表 2 引入线位置不同对切割质量的影响
1．3 气压大小对产品切割质量的影响
激光切割中，不同的气体压力切割出的产品质量也不相同，气体压力设置不当，极有可能会造成产品粘连，反面有泡，造成后续精整困难。气体压力对切割质量影响详见表 3。
表 3 不同气压对产品质量的影响
通过上述试验，发现影响激光切割质量的主要因素有: 焦距、引入线方式、气体压力等几个方面，下面将结合这几个因素，通过单一变量法，确定最优切割参数，以提高班组作业效率。
2、 激光切割常见问题的解决办法
1) 断面纹路很大，斜纹( 功率: 2 700 W，速度: 0． 8 m / min，焦点位置: 4．5，气压 0．5 bar) ，切割效果如图 1 所示。
图 1 功率:2 700 W，速度:0．8 m/min，焦点位置:4．5，气压 0．5 bar 切割效果
2) 解决办法
经过初步判断，认为其主要原因为气压过大，速度过快，所以，可以适当降低气体压力，将气体压力降低到 0. 4 bar。切割效果如图 2 所示。
( 1) 功率: 2 800 W，速度: 0．8 m/min，焦点位置: 4．5，气压0. 4 bar。在使用修改气压后的参数后，切割质量稍有改观，挂渣现象明显，还需要再调整，此时，可以适当调整判断是引入的功率太大，可以适当调整功率。
切割效果如图 3 所示。
( 2) 正常: 功率: 2 900 W，速度: 0．8 m/min，焦点位置: 4．5，气压 0．4 bar。减弱: 功率: 2 500 W，速度: 0．5 m/min，( 减小进刀引线的功率速度) 。
图 2 功率:2 800 W，速度:0．8 m/min，焦点位置:4. 5，气压 0. 4 bar 切割效果
图 3 功率:2 500 W，速度:0．5 m/min，焦点位置:4．5，气压 0．4 bar 切割效果
经过调整后，切割出的产品反面熔渣明显增多，且有较多泡泡，背面溶渣严重，判断是焦点太高，我们还可以适当进行调整。切割效果如图 4 所示。
( 3) 正常: 功率: 2 900 W，速度: 0．8 m/min，焦点位置: 3．5，气压 0．4 bar。( 降低焦点) 。减弱: 功率: 2 500 W，速度: 0．5 m/min。
图 4 功率:2 500 W，速度:0．5 m/min，焦点位置:3．5，气压 0．4 bar 切割效果
表 4 通快激光切割机推荐参数表
经过多次参数调整，切割出来的产品质量明显提高，且能达到相关质量要求。通过上述方法，经过多次试验验证，最终确定了不同材质规格切割参数表，详见表 4，并应用于班组的生产实践。
3 、结语
激光切割相对于其他下料方式，有精度高，速度快，断面质量高等优点，现在激光下料的产品可以做到不留加工量，产品直接装车使用，且由于转向架部分的产品对质量要求高，允许的断面粗糙度为 Ｒa12．5，而现阶段光冲班激光切割的断面质量在 10 mm 以下基本都可以达到这个要求，但是超过 12 mm 的板就有时候不能达到，特别时 14 mm 的转向架产品，表面质量严重影响生产作业。
通过对激光切割常见问题的分析与探讨，我们主要从切割参数入手，根据不同材质的材料进行大量实验，最终，获得了相对较好的切割参数，并应用于日常的生产工作中，以提高生产班组的日常操作技能及产品切割质量，对班组整体产能的提升有极大的帮助，同时也对后续的生产工作提供了一定的借鉴意义。
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