激光切割钣金件毛刺问题的分析与解决

激光切割是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面，使材料熔化、气化、烧蚀，同时用与激光束同轴的压缩气体吹除熔融物质，并使激光束与材料沿一定轨迹做相对运动，从而形成一定外形的切缝，完成对材料的切割。激光切割具有精度高、切缝窄、切割面光滑、速度快、加工质量好、加工材料广等优势。目前，激光切割技术已被广泛应用于多个领域。成套电器外壳多为钣金制件，激光切割因其加工成本低、效率高、加工材料种类多等优势在钣金行业内已然成为常见的加工方式。然而，甘瓜苦蒂，物无全美，其加工过程中附着的熔渣、伴生毛刺却让现场管理人员不胜其烦。工件上的毛刺如图1所示。图1工件上的毛刺激光加工中毛刺产生的原因及影响通过理解激光切割工作原理和日常实践，总结出毛刺产生的原因主要有六个方面：⑴激光束焦点上下位置偏差导致能量不集中，工件气化不充分，熔渣堆积不易脱落，容易产生毛刺；⑵激光输出功率不足以有效蒸发金属，造成大量的熔渣和毛刺；⑶激光切割机的辅助气体种类、纯度、吹除压力达不到要求，引起毛刺；⑷激光切割工作时切割速度太慢，破坏了切割面表面质量，产生毛刺；⑸激光切割机的工作时间太长，造成设备工作状态不稳定，也会引起毛刺；⑹激光切割设备存在不足，如激光底座锯齿状托盘的锯齿深度小、锥度不足，因而与板材接触面积过大，造成加工时激光击穿受阻、气体流通阻塞，易产生熔渣附着、熔渣反弹，形成毛刺，如图2所示。图2设备底座结构示意图工件边角存在毛刺将严重影响后续折弯、焊接、装配精度，对于操作人员也存在着一定的安全隐患。带毛刺工件如果应用在我司生产的环网柜气箱上，对气密性会有很大影响；应用在电气系统时，也会因毛刺脱落造成回路短路或使磁场受到破坏，影响系统正常工作或带来其他危害。激光加工中预防毛刺产生的方法调整设备参数根据不同的加工材料反复实践调整其功率、气压、流量、焦距、进给速度等参数直至最佳状态，保存记录数据方便后续批量加工，只依靠机器提供的参数是割不出精美工件的。选择辅助气体辅助气体应用也会对加工质量造成影响，因此要根据不同的加工材料来选择不同的辅助气体。如切割不锈钢，推荐使用氮气作为辅助气体，氮气通常被称为惰性气体，激光加工时氮气不仅防止了激光切割的爆点现象，还使加热的端面不会瞬间氧化，切割的端面会更加光滑明亮。气体的纯度也很关键，尽量选择高纯度气体。检查设备配件对于使用年久的设备也会因其关键配件老化、污染、损坏而降低加工质量，产生毛刺。如透镜被油渍污染、有细小裂痕、割嘴受损等都会影响激光功率的传输。这些可以通过观察形成的光斑是否圆润来判断，若光斑圆润说明激光能量的横向分布均匀，切割质量高；也可以通过定期检查关键部件保证切割质量。优化设备结构在实际生产中可以根据所加工工件的不同进行设备结构改进。如激光底座锯齿状托盘与板材接触面积过大易产生毛刺，可以根据具体情况减少齿锥度、加大齿深，如图3所示，避免底托与板材接触面积过大对加工造成干涉。改进后的底托如图4所示。图3底托改进前后结构示意图图4改进后的底托优化工件边角在实际生产中还发现工件边角过渡结构也会对加工质量产生影响，如直角过渡相对于圆角、斜角过渡更容易产生毛刺，如图5所示，建议尽可能使用圆角、斜角过渡，这样在结构上也能减少应力集中。图5工件边角过渡结构优化结束语在我国大力发展市场经济的大环境下，企业都在不断求实创新，但在竞争发展的同时也不能忽略原有产品本身的质量问题，唯有在原有产品上不断细化、求精，再谋创新，才能有效提高综合竞争力。激光切割机本身是一部精