QCW光纤激光切割机参数设置详解

光纤激光切割机参数调试方法

一、调试前的准备工作

1. 设备检查：确保激光器、切割头、冷却系统、气体供应等各部件工作正常

2. 材料准备：准备与实际生产相同材质、厚度的试切材料

3. 安全防护：佩戴防护眼镜，确保工作区域通风良好

4. 参数记录表：准备调试记录表格，用于记录各项参数及切割效果

二、核心参数调试步骤

1. 激光功率调试

– 根据材料类型和厚度选择初始功率

– 不锈钢：功率=材料厚度(mm)×300-500W

– 碳钢：功率=材料厚度(mm)×400-600W

– 铝材：功率=材料厚度(mm)×500-800W

– 从低功率开始逐步增加，观察切割效果

2. 切割速度优化

– 速度与功率需匹配调试

– 初始速度参考：材料厚度1mm时8-12m/min，每增加1mm厚度速度降低30-40%

– 速度过快会导致切不透，过慢会导致材料过热

3. 焦点位置调整

– 使用焦点测试片确定最佳焦点位置

– 一般材料：焦点位于材料表面或略低于表面(0.5-1mm)

– 高反射材料：焦点可略高于表面

– 厚板切割：焦点位置通常需要更深

4. 辅助气体参数

– 气体类型选择：

– 碳钢：氧气(提高切割速度)

– 不锈钢：氮气(获得无氧化边缘)

– 铝材：氮气或空气

– 气压调节：

– 氧气：0.3-0.8MPa

– 氮气：1.0-2.0MPa(根据厚度增加)

5. 脉冲频率与占空比

– 薄板(≤3mm)：高频(1000-5000Hz)，低占空比(30-50%)

– 厚板(>3mm)：低频(100-500Hz)，高占空比(60-80%)

三、调试技巧与注意事项

1. 分层调试法：先固定2-3个参数，调试其他参数，逐步优化

2. 试切图案：采用包含直线、圆弧、尖角的综合图形测试

3. 切割质量评估标准：

– 切缝宽度均匀性

– 断面粗糙度

– 底部挂渣情况

– 切割尺寸精度

4. 参数关联性注意：

– 功率增加时需相应提高速度

– 气体压力增加可适当降低功率

– 焦点变化会影响最佳切割速度

四、常见问题解决方案

1. 切不透：

– 提高激光功率10-20%

– 降低切割速度20-30%

– 检查焦点位置是否正确

2. 断面粗糙：

– 优化焦点位置

– 调整气体压力和类型

– 提高脉冲频率

3. 底部挂渣严重：

– 增加辅助气体压力

– 提高切割速度

– 检查气体喷嘴是否清洁

4. 尖角过烧：

– 在拐角处降低功率或暂停

– 调整拐角处的切割速度

五、参数记录与标准化

1. 建立材料-厚度-参数数据库

2. 记录最佳参数组合：

– 材料类型与厚度

– 激光功率

– 切割速度

– 焦点位置

– 气体类型与压力

– 脉冲参数

3. 定期更新参数库，适应设备状态变化

通过系统化的参数调试方法，可以充分发挥光纤激光切割机的性能，获得高质量的切割效果，同时提高生产效率和设备使用寿命。调试过程中需注意安全，循序渐进地优化参数组合。

光纤激光切割机切割参数表技术说明

一、光纤激光切割机概述

光纤激光切割机作为现代工业加工的重要设备，以其高效率、高精度和良好的柔性加工能力，在金属加工领域占据重要地位。其工作原理是通过光纤激光器产生高能激光束，经光学系统聚焦后作用于材料表面，使材料迅速熔化、汽化或达到点燃点，同时借助与光束同轴的高压气体将熔融物质吹走，从而实现切割目的。

二、核心切割参数详解

1. 激光功率（200W-6000W可调）

– 薄板切割（0.5-2mm）：200-1000W

– 中厚板切割（3-10mm）：1000-3000W

– 厚板切割（10mm以上）：3000W-6000W

– 功率选择需根据材料种类和厚度进行匹配，过高功率会导致切口过宽和能量浪费，过低则无法有效切割

2. 切割速度（0.5-50m/min）

– 不锈钢1mm：15-25m/min

– 碳钢3mm：8-12m/min

– 铝板2mm：6-10m/min

– 速度与功率呈反比关系，需保持动态平衡以获得最佳切割质量

3. 焦点位置（±2mm可调）

– 零焦点：适用于大多数常规切割

– 正离焦：用于厚板切割，增强熔池搅拌

– 负离焦：适合薄板高速切割，减小热影响区

– 焦点偏差应控制在±0.2mm以内

4. 辅助气体参数

| 气体类型 | 压力(bar) | 适用材料 |

||-||

| 氧气 | 0.8-1.5 | 碳钢 |

| 氮气 | 1.2-2.5 | 不锈钢、铝 |

| 空气 | 0.6-1.2 | 非金属、薄板 |

5. 脉冲频率（1-5000Hz）

– 连续波：适用于厚板切割

– 低频脉冲（50-500Hz）：减少热影响

– 高频脉冲（1000Hz以上）：提高切割面质量

三、材料参数对照表

| 材料类型 | 厚度(mm) | 功率(W) | 速度(m/min) | 气体类型 | 喷嘴直径(mm) |

|||–||||

| 不锈钢304 | 1.0 | 1000| 18-22| N2| 1.2 |

|| 3.0 | 2000| 8-10 | N2| 1.5 |

| 碳钢Q235 | 2.0 | 1500| 12-15| O2| 1.2 |

|| 5.0 | 3000| 4-6 | O2| 1.5 |

| 铝合金5052 | 2.0 | 1800| 7-9 | N2| 1.5 |

| 黄铜H62 | 1.5 | 1200| 10-12| N2| 1.2 |

四、工艺优化建议

1. 参数联动调节：当提高切割速度时，应同步增加激光功率并优化焦点位置，保持能量密度恒定

2. 拐角处理：在切割直角或复杂轮廓时，应自动降低30%-50%的切割速度以防止过烧

3. 穿孔参数：

– 采用渐进式穿孔技术

– 初始功率设为切割功率的60%

– 穿孔时间随厚度增加而延长（1mm约0.3s，每增加1mm延长0.2s）

4. 表面处理：对镜面材料需调整脉冲频率以防止反射损伤光学元件

五、维护与校准参数

1. 光学镜片清洁周期：每运行40小时或功率下降10%时

2. 光路校准精度要求：X/Y轴向偏差≤0.02mm/m

3. 切割头保护镜更换标准：表面划痕深度＞0.1mm时

4. 导轨润滑周期：连续工作200小时

六、安全运行参数监控

1. 水温控制范围：20-25℃（±1℃）

2. 激光器温度报警阈值：＞35℃

3. 气体压力波动允许范围：设定值±0.2bar

4. 急停响应时间：＜50ms

本参数表应根据实际设备型号、加工环境和材料特性进行适当调整，建议首次切割前进行参数测试和工艺验证。定期更新切割参数数据库可保持最佳加工状态，提高生产效率和产品质量。

光纤激光切割机配置方案

一、核心部件配置

1. 激光发生器

– 类型：IPG或锐科连续光纤激光器

– 功率选择：根据材料厚度配置（如6kW切割20mm碳钢，1kW适用于薄板不锈钢）

– 波长：1070nm，光电转换效率≥30%

2. 切割头系统

– 品牌：Precitec或国产锐科自动调焦切割头

– 功能：电容式非接触式高度跟踪，动态聚焦范围±5mm

– 保护镜片：双层陶瓷环保护，更换周期＞200小时

3. 运动控制系统

– 数控系统：德国PA8000或柏楚FSCUT8000，支持EtherCAT总线通讯

– 传动部件：THK直线导轨+行星减速机，重复定位精度±0.03mm/m

– 驱动电机：安川Σ-7系列伺服电机，响应频率1kHz

二、辅助系统配置

1. 冷却系统

– 工业冷水机（制冷量≥12kW），水温控制精度±1℃

– 双循环水路设计（激光器/光学镜片独立冷却）

2. 气体系统

– 多气路控制（氧气/氮气/压缩空气自动切换）

– 压力调节范围：0.5-25Bar（带流量计监测）

3. 排屑装置

– 下抽风式除尘（风量4000m³/h）+火花捕捉器

– 可选配滤筒式除尘（过滤精度0.3μm）

三、机械结构设计

1. 床身架构

– 焊接退火处理的航空铝横梁（静态变形＜0.02mm/m）

– 龙门式双驱动结构（Y轴同步误差＜0.01mm）

2. 工作台面

– 蜂窝式/刀条式可选（承重≥2吨）

– 自动交换工作台（选配，换料时间＜15秒）

四、软件功能

1. 编程软件

– 支持DXF/AutoCAD文件导入

– 自动共边/桥接/微连接工艺库

2. 工艺数据库

– 2000+种材料参数预设（含不锈钢/铝合金/黄铜等）

– 实时功率/速度/PWM调谐曲线

五、安全防护

1. 激光防护：Class 1级防护罩（含急停按钮+安全联锁）

2. 气体监测：氧气浓度传感器（报警阈值＜23%）

3. 电气标准：符合CE认证，IP54防护等级

六、选配升级项

1. 视觉定位：CCD相机自动识别定位（精度±0.1mm）

2. 远程运维：4G模块实现故障诊断/工艺优化

3. 坡口功能：±45°斜面切割（需专用切割头）

七、典型加工参数示例

| 材料 | 厚度(mm) | 功率(kW) | 速度(m/min) | 气体类型 |

|||||-|

| 碳钢 | 10| 3 | 1.8 | O₂ |

| 不锈钢 | 5| 2 | 3.2 | N₂ |

| 铝合金 | 8| 4 | 2.5 | Air|

该配置方案兼顾经济性与高性能，设备利用率可达85%以上，比传统CO₂激光切割节能40%。建议根据实际生产需求选配自动化上下料系统以进一步提升效率。