利用激光进行板材的切割正逐渐在加工行业普及，大多数用户对切口及断面的四个衡量指标（切口的宽度／切缝、切口的倾角、切口的塌角量、切割面的粗糙度）比较熟悉，但对其他质量指标却很少注意或知之甚少。切割的质量要求不仅只是切口的质量，其他方面也有一定的要求，主要从切割断面、切割形状及精度、金属组织及强度三个方面来衡量。笔者根据多年的经验对切割质量的评价项目的三个方面予以分析，希望对同仁有所帮助。
切割断面
表1 切割断面
表2 切割断面的表现形式
图1 CW切割和高频率脉冲（pulse）切割的尖角效果
表3 断面缺口说明
表4 表面粗糙度说明
表5 厚度为t=10mm的304不锈钢进行N2切割
切割形状及精度
在利用激光进行切割过程中，可能遇到各种各样的切割形状，切割过程中对于切割产生的割缝、坡度、轮廓、直角度、熔损、变形量及断面上、下塌角都要做一系列评价标准（表6），通过这些评价标准我们可以很好的评价断面的切割质量。表7、表8、表9对于具体的一些精度评价进行了说明。
表6 切割形状及精度
图2 切口状态的图例
表7 加工精度说明
表8 尺寸精度说明
下面对一些具体的案例做一些说明，比如：切割薄板长且窄的工件及切割参数设定不当时，易发生热变形的现象，即工件在某一方向发生歪量，如图3所示。这种缺陷可通过以下几种方式改善：⑴对于长且窄（纵横比大）及小尺寸工件可通过添加微焊接的方式改善；⑵添加微焊接和改变穿孔（piercing）位置／类型；⑶采用低热量加工条件及改变切割路径。
表9 熔损说明
图3 各种切割现象的图例
金属组织及强度
金属的组织及强度，作为一种内在的现象，对于切割成良好的零部件具有重要的意义，常见的参考的参数有氧化度、热影响区、内部龟裂度、再凝固程度等，见表10。合肥二宫机械有限公司通过长年总结，整理出了常见的金属连续切割过程中的不良现象及解决方案，见表11。
为了更好地说明金属切割过程中，发生切割不良现象时的解决办法。以t=12mm的Q235号钢（SS400）的O2切割为例说明各种切割断面及其解决方案：如图4所示为良好的切割断面图，只有合适的焦点位置、适当的切割速度、正确的功率和频率、适当的负荷、正确的喷嘴间隙、合适的气体压力才能切割出如此完美的切割断面；如图5所示为过烧且切缝宽的切割断面，这种断面需要采取降低焦点、降低辅助气体压力、提高切割速度或降低负荷（duty）、给拐角一个大些的R半径、调整适当的边角数据（edge-data）、使材料冷却等措施来获得完美断面；当切割断面有缺口时，这种断面需要采取降低焦点、降低辅助气体压力、提高切割速度或降低负荷、降低频率（Hz）、使用质量更好的材料等措施来获取良好的断面；当切割断面上部很粗糙时，这种断面需采取稍微降低焦点、降低辅助气体压力、提高切割速度或降低负荷等措施来获取良好的断面；当切断面良好，但有点滴状挂渣（易去除时，这种断面需采取稍微降低焦点、提高辅助气体压力、降低切割速度或提高负荷等措施来获取良好的断面；当切断面下部粗糙，且有尖锐状挂渣（不易去除）时，这种断面需采取稍微降低焦点、提高辅助气体压力、降低切割速度或提高负荷、使用更纯的辅助气体等措施来获取良好的断面；当整个切断面都粗糙，但没有挂渣时，这种断面需采取稍微提高焦点、降低辅助气体压力、降低切割速度或提高负荷、降低频率、使用合适的喷嘴、使用表面平滑均匀的材料等措施来获取良好的断面；当整个部件切断面只在一边上有挂渣，且远点和近点不同时，这种切割断面需采取使用合适的喷嘴、检查喷嘴的中心、检查Z轴的光束垂直度、检查焦点的位置、进行外光路的准直和调整、检查加工透镜和输出功率等措施来获取良好的断面。
表10 金属组织及强度
表11 在进行连续切割加工时的注意事项
图4 良好的切割断面
图5 过烧且切缝宽的断面
结束语
目前，钣金加工行业虽然处于疲软状态，但此形势会筛选出优质企业。企业要想在激烈的竞争中取胜，如何更好地降低成本，充分利用设备，是当前应该研究的话题。只有不断地进行精益生产和持续改进，才能在激烈的市场竞争中取胜。
——摘自《钣金与制作》 2014年第4期，江苏激光联盟陈长军转载
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