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激光切割机实操时应该如何选择合适的参数?

2025 - 5 - 20

一、核心参数解析与调整逻辑
激光切割的三大基础参数为 功率、速度 和 焦距,三者相互关联,需综合调试。
1. 功率(Power)
作用:决定激光能量强度,直接影响材料穿透能力。
功率不足:切割不透,边缘粗糙;
功率过高:灼伤材料,产生碳化或熔渣。
调整原则:
按材料厚度递增:材料越厚,需功率越高(例:切割 1mm 不锈钢需 30-50W,切割 10mm 不锈钢需 100-150W)。
按材料硬度递增:金属(如碳钢)需高于非金属(如亚克力),例:切割 5mm 亚克力功率约 50%,切割 5mm 碳钢需 80-100%。
配合速度调节:速度快时需提高功率补偿能量,反之降低功率避免过烧。
2. 速度(Speed)
作用:控制材料在激光下的停留时间,影响热影响区(HAZ)和切割效率。
速度过快:能量不足,切割中断或边缘斜角;
速度过慢:热积累导致材料变形或烧穿。
调整原则:
非金属优先高速:如亚克力、木材,速度可达 500-1000mm/min,减少热变形。
金属需低速稳定:如不锈钢,速度通常 50-200mm/min,确保熔渣充分排出。
复杂图形降速:切割精细图案或小尺寸零件时,适当降低速度以保证精度。
3. 焦距(Focus)
作用:调节激光聚焦点位置,影响光斑大小和能量密度。
焦距错误:光斑发散,能量分散,导致切割能力下降或边缘不齐。
调整方法:
手动调焦:通过升降工作台或镜头支架,使聚焦镜与材料表面距离为设备推荐值(如多数设备焦距为 50-100mm)。
自动调焦:高端设备配备传感器,自动检测材料厚度并调整焦距(适合批量或多层材料)。
厚材料下焦切割:切割 5mm 以上金属时,可将焦点略低于材料表面(如 - 0.5mm),增强底部穿透能力。
二、按材料类型选择参数策略
不同材料的热物理性质(熔点、导热性、汽化温度等)差异显著,需针对性调整参数。以下为常见材料的参数选择要点:
1. 非金属材料(有机 / 无机)

材料 功率(%) 速度(mm/min) 焦点位置 辅助气体 注意事项
亚克力 30-60 500-1000 表面聚焦 空气 / 无 速度快可减少烧边,避免切割 PVC(释放毒气)
木材(松木) 40-70 300-800 表面略下焦 空气 湿度高的木材需提高功率,防止冒烟
皮革 20-50 400-900 表面聚焦 空气 低温切割避免焦糊,先测试边缘收缩率
玻璃 50-80 100-300 内部聚焦 氧气 需配合水冷却,防止热炸裂
2. 金属材料(黑色金属 / 有色金属)
材料 功率(%) 速度(mm/min) 焦点位置 辅助气体 注意事项
碳钢(低碳) 60-100 50-200 表面略下焦 氧气 氧气助燃提升切割效率,防止熔渣黏连
不锈钢 70-100 30-150 表面聚焦 氮气 / 氩气 氮气防止氧化,获得光亮切口
铝合金 80-100 20-100 表面略上焦 氩气 高反射率需高功率,氩气减少飞溅
黄铜 70-90 20-80 表面聚焦 空气 导热快需提高能量,避免切割过深
三、辅助参数与工艺优化
除基础参数外,以下辅助设置可进一步提升切割质量:
1. 脉冲频率(Frequency)
作用:控制激光脉冲的每秒发射次数,影响切割纹路细腻度。
低速精细切割:提高频率(如 20-50kHz),减少热影响,适合商标、二维码等精细图案。
高速粗切:降低频率(如 5-10kHz),增强单脉冲能量,适合快速下料。
2. 辅助气体类型与压力
气体作用:吹走熔渣、保护镜片、辅助燃烧(氧气)。
氧气:用于碳钢切割,助燃并氧化材料,提升速度,但切口易生锈。
氮气:用于不锈钢、铝合金,防止氧化,获得无毛刺切口(成本较高)。
空气:用于非金属或低要求金属,成本低但切割质量一般。
压力调节:厚材料需高压气体(如 10-15bar),薄材料用低压(3-5bar)避免吹翻材料。
3. 切割模式选择
轮廓切割:沿图形边缘切割,适合单件或复杂形状(参数:中功率 + 中速)。
镂空切割:去除内部多余材料,需先打穿引孔(参数:高功率 + 低速,引孔直径≥1mm)。
雕刻模式:仅表面标记,功率降至 10-30%,速度提升至 1000-2000mm/min。
四、参数调试步骤与技巧
制作参数测试样件:
在废料上切割不同功率 / 速度组合的方格或线条(例:功率每 10% 递增,速度每 100mm/min 递减),对比切口质量(如垂直度、粗糙度、是否穿透)。
合格标准:无挂渣、边缘光滑、无明显碳化(非金属)或氧化层(金属)。
遵循 “先低后高” 原则:
初始设置低于理论值(如功率设为 50%,速度设为 800mm/min),逐步增加功率或降低速度,直至刚好切透,避免直接用高功率损坏材料。
记录与复现:
建立参数数据库,记录材料类型、厚度、设备型号对应的最优参数(例:亚克力 3mm + 设备 A = 功率 40%+ 速度 800mm/min),方便下次快速调用。
动态补偿调整:
切割过程中若材料温度升高(如批量加工),可适当降低功率或提高速度,补偿热积累带来的能量过剩。
五、常见问题与参数调整对策
CO₂激光机:适合非金属(亚克力、木材),功率范围 20-150W,参数调整敏感,需精细调试。
光纤激光机:擅长金属切割(尤其是碳钢、不锈钢),功率≥500W,速度快但焦距调节要求高。
紫外激光机:用于高精度微加工(如 PCB 板、薄膜),功率低(<10W),依赖频率和速度配合。
总结:参数选择的核心是平衡 “能量输入” 与 “材料承受能力”,需结合设备性能、材料特性和工艺要求反复测试。新手可从低功率、高速度开始,逐步摸索规律,同时参考设备手册或厂商提供的参数表作为初始值。