激光机装调工工艺改良参与度考核试卷及答案

激光机装调工工艺改良参与度考核试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.在激光切割机光路调试中，若发现聚焦镜后焦点位置漂移超过±0.15mm，最优先排查的部件是A.反射镜支架热变形B.激光器输出头水冷流量C.伺服电机编码器零位D.喷嘴陶瓷环磨损答案：A解析：热漂移是焦点漂移的首要原因，反射镜支架受热膨胀会改变光程，导致焦点位置变化；其余选项对焦点位置影响滞后或间接。2.采用“三点寻中”法校正激光喷嘴同轴时，若三点光斑均偏向+X方向，应调整A.激光器QBH头顺时针旋转B.反射镜B的X向俯仰螺钉C.激光器输出光纤弯曲半径D.电容调高器灵敏度答案：B解析：三点光斑同向偏移说明光束整体平移，需调整反射镜角度；QBH旋转改变的是偏振态，与位置无关。3.某6000W激光器在切割6mm不锈钢时出现“挂渣”，功率已最大，下一步优先试验A.将焦点位置由+1mm改为−2mmB.将氧气压力由0.8MPa降至0.3MPaC.将占空比由100%改为70%D.将切割速度由1.2m/min降至0.6m/min答案：D解析：挂渣本质是热量输入不足，降速可直接增加单位长度能量；氧气压力降低反而减少氧化放热，不利断面。4.在激光焊接工艺窗口设计中，若匙孔出现周期性塌陷，最可能关联的等离子体控制参数是A.侧吹氩气流量B.激光脉冲频率C.离焦量D.焊接速度答案：A解析：侧吹流量不足导致等离子体屏蔽效应增强，匙孔稳定性下降；脉冲频率主要影响热输入节律。5.激光器红光指示与激光主光轴偏差大于0.5mrad，校准时禁止A.在激光器出光状态下调节红光CCD位置B.使用功率计探头接收红光C.采用感光相纸记录红光轨迹D.在激光器待机状态下拆下QBH答案：A解析：主激光与红光同轴调整需在无激光出光条件下进行，否则有烧毁CCD风险。6.当激光切割机交换工作台重复定位精度超差0.08mm，首先应检测A.液压油温度B.直线导轨滑块预压C.链轮张紧度D.伺服驱动器增益答案：C解析：交换台采用链传动，链条节距累积误差直接导致定位漂移；导轨预压影响的是直线度而非重复定位。7.在激光熔覆修复轴类零件时，若稀释率超过10%，优先降低A.送粉速率B.激光功率C.扫描速度D.搭接率答案：B解析：功率密度过高使母材熔化量增加，稀释率上升；降低功率可快速减小热输入。8.激光器外光路采用“飞行光路”结构，若Y向切割尺寸缩短0.3mm/1000mm，补偿应修改A.伺服电机电子齿轮比B.反射镜C的X向角度C.激光器脉宽D.电容调高器跟随误差答案：A解析：尺寸比例误差由控制算法增益决定，电子齿轮比可线性修正；反射镜角度修正垂直度，不改变比例。9.激光切割机喷嘴孔径从1.5mm改为2.0mm后，切割3mm碳钢板时边缘出现条纹，应A.将焦点由表面0改为−1mmB.将气压由1.0MPa降至0.6MPaC.将速度由8m/min提至12m/minD.将占空比由100%改为90%答案：B解析：喷嘴增大后气体流速下降，降低气压可恢复马赫数，减少激波条纹；提速会减少热量输入，反而加重条纹。10.激光焊接铝合金时，若焊缝背面出现“驼峰”，说明A.热输入过大B.离焦量负值过大C.保护气流量过大D.焊接速度过快答案：A解析：驼峰是熔池金属过量堆积，热输入过大导致熔池塌陷滞后；降速或降功率均可改善。11.激光器光电转换效率下降3%，最先检查的冷却回路指标是A.电导率B.流量开关状态C.进水温度D.水压差答案：A解析：电导率升高意味着结垢或离子污染，降低热交换效率，直接导致泵浦模块温升，效率下降。12.在激光切割机精度验收中，圆度误差要求≤0.05mm，实测0.07mm，可首先A.反向间隙补偿B.调整伺服刚性C.校准直线度D.检查减速机背隙答案：B解析：圆度误差主要受伺服跟随误差影响，提高刚性可降低轨迹滞后；反向间隙影响定位而非动态圆度。13.激光熔覆层硬度低于技术协议20HV，原因排除A.粉末氧含量过高B.激光功率过低C.送粉载气为氮气D.扫描速度过快答案：C解析：氮气作为载气可形成氮化物强化，不会降低硬度；氧含量过高生成氧化物夹杂，硬度下降。14.激光器出光时，QBH头温度骤升至45℃，应立刻A.检查光纤弯曲半径B.降低调制频率C.关闭激光器并检查水冷接头D.更换输出头镜片答案：C解析：温度骤升多为冷却失效，继续出光将烧毁QBH；先停机再排查水冷。15.激光切割机Z轴跟随误差在拐角处突增，最可能因A.伺服电机惯量比未匹配B.导轨润滑不足C.电容调高器采样延时D.滚珠丝杠预紧失效答案：C解析：调高器采样延时导致位置环滞后，拐角加速度大时误差放大；惯量比影响整体响应，但不突增。16.激光焊接镀锌板时，若焊缝出现气孔，优先试验A.采用−0.5mm离焦B.增加0.3mm板间间隙C.降低焊接速度20%D.将保护气由Ar改为N₂答案：B解析：镀锌层气化锌蒸气需逸出通道，增加间隙可降低气孔率；负离焦会扩大匙孔，反而易卷气。17.激光器脉冲能量不稳定±5%，首先校验A.泵浦二极管驱动电流B.Q开关射频功率C.谐振腔腔长D.输出耦合镜反射率答案：B解析：Q开关射频功率波动直接影响脉冲建立时间，能量不稳；二极管电流影响平均功率，非脉冲能量。18.激光切割机交换工作台导向轮出现“啃轨”异响，最先A.更换导向轮轴承B.调整导轨水平C.检查链条节距D.给导轨涂润滑脂答案：A解析：轴承游隙增大会导致滚轮偏磨，产生异响；水平度影响直线度，不产生啃轨。19.激光熔覆层厚度要求1.2mm，实测0.9mm，可首先A.提高送粉速率15%B.降低扫描速度10%C.增加激光功率5%D.减小光斑直径答案：A解析：送粉速率直接决定单位长度熔覆材料；降速会增加热输入，稀释率升高，厚度增加有限。20.激光器监控软件显示“PD2异常”，含义为A.泵浦二极管温度高B.输出光纤包层光泄漏C.谐振腔反射镜污染D.电源模块过流答案：B解析：PD2为包层光探测器，泄漏超标会报警；温度高为TD报警。21.激光切割机Y轴采用双驱同步，若两侧位置差超0.04mm，应首先A.重新标零B.检查伺服电机抱闸C.调整双驱增益一致性D.更换光栅尺答案：C解析：增益不一致导致转矩差异，位置漂移；抱闸失效会导致自由下滑，非同步差。22.激光焊接高强钢时，若硬度低于母材10%，说明A.冷却速度不足B.热输入过大C.保护气含氧量高D.离焦量正值过大答案：B解析：热输入大导致晶粒粗化，硬度下降；冷却速度低也会软化，但焊接状态冷却速度通常足够。23.激光器外光路镜片污染，用无水乙醇擦拭后反射率仍下降2%，应A.继续擦拭至干净B.用丙酮二次清洁C.更换镜片D.降低出光功率答案：C解析：镜片镀膜已损伤，反射率永久下降，只能更换；继续擦拭会加剧划伤。24.激光切割机切割圆孔出现锥度0.2mm，优先A.调整焦点至板材中心B.降低气压C.增加脉冲频率D.修改引入线位置答案：A解析：焦点偏离中心导致能量梯度不对称，产生锥度；气压降低反而加重锥度。25.激光熔覆层裂纹率5%，首先降低A.预热温度B.送粉速率C.激光功率D.扫描速度答案：C解析：功率高密度梯度大，热应力高易裂；降速会增加热积累，不利。26.激光器脉冲宽度由10ns增至20ns，峰值功率A.增加一倍B.减少一半C.不变D.增加四倍答案：B解析：峰值功率=脉冲能量/脉宽，能量不变，脉宽加倍，峰值减半。27.激光切割机Z轴采用伺服电机+减速机，若回零后坐标漂移0.1mm，应检查A.减速机背隙B.原点开关重复精度C.伺服编码器电池D.丝杠温升答案：B解析：原点开关重复精度差导致基准漂移；背隙影响双向定位，不影响回零。28.激光焊接铜合金时，若熔深不足，优先A.将保护气由Ar改为HeB.增加离焦量C.降低焊接速度D.将激光波长由1μm改为532nm答案：A解析：He电离能高，抑制等离子体，提高耦合效率；降速会增加热输入，但铜反射率仍高。29.激光器输出头端面出现“烧坑”，主要因A.光纤弯曲半径过小B.回反光过高C.水冷流量低D.输出头镜片龟裂答案：B解析：高反材料反射光聚焦到端面，能量密度超限；弯曲半径影响损耗，不直接烧端面。30.激光切割机切割不锈钢时，底部毛刺挂渣，优先A.将焦点由+1mm改为−1mmB.将气压由1.0MPa提至1.5MPaC.将速度由2m/min提至3m/minD.将占空比由100%改为80%答案：B解析：底部挂渣多为熔渣排除不力，提高气压可增加动能；提速会减少热量，反而加重挂渣。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列措施可同时降低激光切割碳钢边缘粗糙度Ra并减少挂渣的有A.提高脉冲频率B.采用氧气替代氮气C.将焦点设置在板厚1/3处D.增加辅助气体流量E.降低切割速度答案：A、C、D解析：提高频率使能量分布更均匀；焦点在1/3处利于熔渣排出；增大气流带走熔渣；氧气替代氮气会增加氧化反应，粗糙度反而增大；降速增加热量，挂渣可能加重。32.激光焊接铝合金时，为抑制气孔，可采取A.采用双光束焊接B.增加板间间隙0.2mmC.使用Ar+He混合气D.提高焊接速度E.采用摆动焊接答案：A、B、C、E解析：双光束与摆动可搅拌熔池，利于气泡逸出；间隙提供逸出通道；混合气减少等离子体；提速会减少热输入，气孔反而增加。33.激光熔覆层出现“未熔合”缺陷，原因有A.激光功率过低B.送粉速率过高C.扫描速度过快D.基体预热不足E.光斑直径过大答案：A、B、C解析：功率低、粉多、速快均使能量密度不足；预热不足易裂但非未熔合；光斑大能量密度低，但属间接因素。34.激光器外光路镜片镀膜损伤的表现包括A.反射率下降B.吸收率增加C.表面出现彩虹纹D.焦点漂移E.镜片温度升高答案：A、B、C、E解析：镀膜损伤直接改变光学性能，彩虹纹为膜层龟裂；焦点漂移由热透镜引起，非镀膜损伤直接结果。35.激光切割机交换工作台定位精度超差，与下列哪些因素直接相关A.链条节距累积误差B.减速机背隙C.伺服电机抱闸失效D.导向轮轴承游隙E.导轨直线度答案：A、B、D解析：链条节距、背隙、轴承游隙均产生空程；抱闸失效导致自由下滑，非定位误差；直线度影响轨迹精度，非重复定位。36.激光焊接镀锌板时，减少锌蒸气气孔的方法有A.设置0.3mm间隙B.采用激光钎焊C.预铣槽去除镀锌层D.提高保护气流量E.采用负离焦答案：A、B、C解析：间隙、钎焊、去锌层均减少锌蒸气；保护气流量对锌蒸气排出作用有限；负离焦扩大匙孔，易卷气。37.激光器脉冲能量不稳定，可能原因A.Q开关射频功率波动B.泵浦二极管老化C.谐振腔腔镜热变形D.输出耦合镜污染E.电源模块纹波大答案：A、B、C、E解析：射频、二极管、热变形、电源纹波均影响脉冲建立；输出镜污染影响平均功率，对单脉冲能量影响小。38.激光切割机切割不锈钢出现“烧角”，可采取A.降低拐角加速度B.增加脉冲频率C.采用拐角功率缓降D.提高切割速度E.将引入线设在拐角外侧答案：A、C、E解析：降加速度、功率缓降、引入线外移均减少拐角热量累积；增频与提速对烧角改善有限。39.激光熔覆层硬度偏低，与下列哪些因素有关A.粉末氧含量B.冷却速度C.激光功率D.送粉载气为氮气E.扫描速度答案：A、B、C、E解析：氧含量高生成氧化物夹杂，硬度低；冷却慢晶粒粗化；功率高稀释率大，硬度下降；载气氮气可强化，不降低硬度。40.激光器输出光纤最小弯曲半径为200mm，现场下列做法错误的有A.临时固定半径150mmB.使用尼龙扎带勒紧C.光纤悬空1m无支撑D.弯曲平面与激光器垂直E.弯曲处加护套答案：A、B、C解析：半径150mm低于最小值；扎带勒紧产生微弯；悬空易振动疲劳；垂直平面与护套均允许。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.激光切割机喷嘴孔径越大，气体流速越高，切割面越光滑。答案：×解析：孔径大流速下降，切割面易出条纹。42.激光焊接铜时，采用532nm绿光比1μm光纤激光吸收率更高。答案：√解析：铜对短波长吸收率显著增加。43.激光熔覆层裂纹可通过提高预热温度完全消除。答案：×解析：预热可降低裂纹倾向，但无法完全消除，需匹配功率、速度、粉量。44.激光器Q开关射频功率越高，脉冲宽度越窄。答案：√解析：射频功率高使Q开关打开时间缩短，脉宽变窄。45.激光切割机直线度误差可通过软件补偿完全修正。答案：×解析：直线度为几何误差，软件补偿仅能在测量点插值，无法完全修正。46.激光焊接镀锌板时，采用Ar+He混合气可减少等离子体屏蔽。答案：√解析：He电离能高，抑制等离子体。47.激光器输出头镜片反射率下降1%，对加工无显著影响。答案：×解析：镜片吸收增加，热透镜效应加剧，焦点漂移，影响显著。48.激光熔覆送粉速率与激光功率呈线性正比关系。答案：×解析：粉量增加需匹配能量，非线性，过高导致未熔合。49.激光切割机交换工作台链条张紧度越大，定位精度越高。答案：×解析：过张紧加剧磨损，产生弹性变形，精度反而下降。50.激光焊接铝合金时，负离焦比正离焦更易获得大熔深。答案：√解析：负离焦使光斑在内部，能量密度集中，利于深熔。四、填空题（每空1分，共20分）51.激光切割机常用电容调高器，其检测间隙范围一般为________mm，响应时间________ms。答案：0.5–10，1–2解析：典型电容传感器量程0.5–10mm，高速型号响应1ms。52.激光焊接镀锌板时，推荐板间间隙为板厚的________%，最大不超过________mm。答案：10–20，0.3解析：间隙提供锌蒸气逸出通道，过大易烧穿。53.激光器光电转换效率典型值，灯泵浦YAG约为________%，光纤激光约为________%。答案：3–5，30–35解析：灯泵浦效率低，光纤激光采用半导体泵浦，效率高。54.激光熔覆层稀释率定义为________质量与________质量之比。答案：熔化的基体，熔覆层总解析：稀释率=基体熔化量/(基体+粉末熔化量)。55.激光切割机喷嘴与板材间距通常保持________mm，间距过大易导致________。答案：0.8–1.2，断面粗糙解析：间距大气体保护差，易氧化并产生湍流。56.激光器Q开关打开时间称为________，其长短直接影响激光________。答案：脉冲宽度，峰值功率解析：脉宽越窄，峰值越高。57.激光焊接铝合金时，常见等离子体控制侧吹角度为________°，流量________L/min。答案：30–45，15–25解析：侧吹角度与流量需抑制等离子体而不吹穿熔池。58.激光切割机X、Y轴定位精度按ISO2302标准，允差为________μm，重复定位精度为________μm。答案：±50，±20解析：高端机型指标，普通机型可放宽。59.激光熔覆常用送粉载气为________，其纯度需≥________%。答案：氩气，99.99解析：高纯氩防止粉末氧化。60.激光器输出光纤最小弯曲半径与数值孔径NA关系为R≥________，其中λ为波长，NA为________。答案：λ/(π·NA²)，数值孔径解析：理论最小弯曲半径受NA限制，实际取200mm安全值。五、简答题（每题10分，共30分）61.简述激光切割机焦点位置漂移的三种主要机理，并给出对应解决措施。答案：（1）热透镜效应：镜片吸收能量升温，折射率变化，焦点内移。措施：采用低吸收率镜片、强制水冷、实时温漂补偿。（2）机械热变形：反射镜支架膨胀，光程变化。措施：选用低膨胀合金支架、优化冷却布局、采用零膨胀陶瓷支架。（3）光纤端面热漂移：QBH头温度升高，端面微凸，等效焦距变化。措施：提高冷却水流量、定期清洁端面、采用无窗QBH设计。解析：三类漂移均与温度相关，需从材料、冷却、控制三方面综合抑制。62.激光焊接镀锌板时，为何推荐“间隙+Ar+He混合气”工艺？请从气孔形成机理说明。答案：镀锌层在激光作用下气化产生锌蒸气，若无法及时逸出，则在熔池凝固时形成气孔。设置0.2–0.3mm间隙提供蒸气逸出通道；Ar+He混合气中He电离能高，可降