激光切割碳钢时，收刀处挂瘤渣的原因

“激光切割碳钢时收刀处挂瘤渣”是一个非常普遍且具体的问题。这通常指的是在切割轮廓的结束点（收刀处），留下一个难以清除的小瘤状毛刺。这个问题的根源在于切割过程结束时，能量、气体和运动三者之间的动态平衡被打破。下面深入分析其原因和解决方案。

核心原因分析

在切割路径的终点，激光头需要减速、停止并关闭激光和气体。这个过程中的任何不匹配都会导致终点处的金属无法被完全吹走，从而冷却形成挂瘤。

主要原因可以归结为以下几类：

1. 气体相关原因（最关键的因素）

· 气体压力不足或过早关闭：这是最常见的原因。

  · 压力不足：辅助气体（氧气）的作用不仅是助燃，更重要的是将熔融的金属氧化物吹走。如果压力不够，在收刀时无法将最后一部分熔融物彻底吹离切缝，就会残留在终点形成瘤渣。

  · 气体延时关闭时间过短：激光和机床运动已经停止，但气体需要再持续吹一段时间，以确保所有熔融物都被清除。如果气体关闭得太快，就等于“放弃了最后的清理工作”，导致挂瘤。

2. 工艺参数相关原因

· 功率关闭延时不当：

  · 关闭过晚：激光已经切透，但功率没有及时降为零，持续照射终点区域，导致该处材料过熔，产生多余的熔融物，气体来不及吹走，形成大挂瘤。

  · 关闭过早：在完全切透之前就关闭了激光，导致最后一点材料没有被完全切断，残留的连接部分在后续处理中会形成毛刺或挂渣。

· 切割速度不匹配：

  · 收刀时速度过慢：在路径终点，设备减速会导致单位面积上的能量输入过高，引起过烧和过度熔化，同样会产生挂瘤。

· 喷嘴与板材距离不当：

  · 距离过高会导致气体压力在到达板材表面时严重衰减，吹气无力，更容易在收刀处形成挂渣。

3. 硬件与路径相关原因

· 喷嘴磨损或直径不匹配：磨损的喷嘴会使气流变得不规则、不集中。喷嘴直径过小无法提供足够的吹气量，直径过大则气流不够集中，都影响排渣效果。

· 切割路径设计/引线设置：

  · 无收刀引线或引线过短：这是解决此问题的关键工艺。如果直接在零件轮廓上开始和结束切割，起刀和收刀点的质量缺陷（如挂瘤）就会留在工件上。

  · 解决方案：使用引线。将切割的起点和终点设计在废料区，通过一段引线过渡到实际轮廓。这样，质量最差的收刀点会留在废料上，从而保证工件轮廓的光洁度。

系统性解决方案与排查步骤

当出现收刀挂瘤问题时，建议按以下顺序进行排查和调整：

第一步：检查并优化气体设置

1. 确认气压：根据板材厚度，设置合适的切割气压（通常随厚度增加而增加）。可以尝试在现有基础上微增气压。

2. 调整气体延时：在激光控制软件中，找到“气体延时关闭”参数，适当延长关闭时间（例如增加0.2-0.5秒），确保激光停止后气体还能继续吹扫。

第二步：优化工艺参数（建议先在废料上测试）

1. 调整“功率关闭延时”：缩短此参数，让激光在切透后更快关闭，避免过度熔化。需要精细调整，找到刚好能完全切透又不过烧的临界点。

2. 检查切割速度：确保整体切割速度与功率、气压匹配。如果整体切割质量尚可，只是收刀有问题，可以查看设备是否有“收刀减速”参数，并尝试减小减速幅度。

第三步：检查硬件状态

1. 检查喷嘴：更换磨损或变形的喷嘴。确保喷嘴孔径与切割板材厚度匹配（厚板用大孔径）。

2. 清洁并校准镜片：脏污的镜片会影响激光能量，间接导致切割不稳定。

3. 检查焦点位置：确保焦点设置在正确的位置。

第四步：应用正确的切割工艺（最有效的办法）

1. 使用引线：这是解决收刀挂瘤最有效、最常用的方法。确保切割路径在开始和结束时都有一段引线（通常为直线或小圆弧），将质量不稳定的点引到废料区。

   · 引线类型：一般采用直线或圆弧。

   · 引线位置：放在零件的角落或不易被注意到的地方，并确保收刀点不会影响到其他重要轮廓。

总结

收刀处挂瘤渣，本质上是 “能量” 和 “气体” 在切割结束时的 “接力赛” 出了问题。要么是气体“提前下班”了，要么是激光“下班太晚”还在继续工作。

优先排查顺序：

1. 是否使用了引线？ （如果没有，这是首要解决方案）

2. 气体压力和延时是否足够？

3. 激光功率关闭时机是否准确？

通过系统地调整这些参数，能有效地解决收刀挂瘤的问题，获得高质量的切割断面。