激光切割加工基础知识

激光切割加工基础知识

一、概述

激光切割加工是一种先进的制造技术，通过高功率激光束的热能

来实现材料的精准切割。作为一种高效、精确、适应多种材料加工的

方法，激光切割加工技术在航空、汽车、船舶、电子、电器、机械制

造等行业中得到了广泛应用。本文旨在介绍激光切割加工的基础知识,

帮助读者了解激光切割的基本原理、技术特点和应用范围，为后续的

深入学习打下基础。

激光切割加工的基本原理是利用高能量密度的激光束照射在材

料表面，使材料迅速熔化、汽化或达到燃烧点，同时配合机械力或辅

助气体（如氮气、氧气等）将熔化或燃烧的材料吹走，从而实现切割。

激光切割加工技术具有切割速度快、精度高、切口质量良好、材料适

用范围广等优点。激光切割加工对操作人员的技能要求较高，需要具

备相应的专业知识和实践经验。

随着科技的不断进步，激光切割加工技术得到了迅速的发展。现

代激光切割设备已经具备了高功率、高精度、高效率的特点，能够处

理从薄板到厚板的各种材料，包括金属、非金属以及复合材料。激光

切割加工技术的应用范围不断扩大，不仅用于制造业，还广泛应用于

医疗、艺术等领域。

本文将从激光切割加工的基本原理入手，详细介绍激光切割加工

的技术特点、设备结构、工艺参数、材料选择以及安全操作等方面的

知识，帮助读者全面了解激光切割加工的基础知识，为后续的激光切

割加工操作提供理论指导和实践指导。

1.激光切割加工技术简介

激光切割加工技术是一种先进的材料加工方法，利用高功率激光

束照射在材料表面，以实现对材料的精确切割。该技术自诞生以来，

凭借其高精度、高效率、低能耗和环保优势，在制造业领域得到了广

泛的应用。

激光切割技术主要依赖于激光的高能量密度特性，通过激光束的

聚焦，使材料表面迅速加热至熔化或汽化状态，同时配合高精度运动

控制系统，实现对各种材料的精确切割。激光切割加工技术广泛应用

于金属、非金属材料的切割，尤其在汽车、航空、船舶、电子、电器

等制造业领域，更是不可或缺的关键技术。

激光切割加工技术具有多种优势。激光切割精度高，可以实现微

米级的切割精度，满足高精度加工需求。激光切割速度快，大大提高

了生产效率。激光切割属于非接触性加工，对工件的损伤较小，适用

于各种复杂形状和精细结构的加工。激光切割加工技术还具有灵活的

加工方式，可以根据需求进行个性化定制生产。

随着科技的不断发展，激光切割加工技术将持续进步，为制造业

的发展注入新的活力。激光切割技术将在更广泛的领域得到应用，为

实现智能制造、绿色制造贡献力量。

2.激光切割应用领域概述

激光切割作为一种先进的制造技术，已经被广泛应用于众多领域。

其在各个行业的应用体现了激光切割的高精度、高效率及灵活性。在

汽车制造业中，激光切割主要用于汽车部件的制造，如车身、底盘、

发动机部件等。其高精度和高速度的特性使得汽车制造过程更为精确

和高效。

激光切割在航空领域也有着广泛的应用。由于航空器对材料的高

要求，激光切割的高精度和高质量使得其成为航空零部件制造的重要

工艺。从机翼到机身，甚至是内部的微小部件，都可以通过激光切割

技术精确制造。

在制造业的其他领域，如船舶制造、机械制造、电器电子制造等，

激光切割同样发挥着重要作用。特别是在需要高精度和高难度切割要

求的零件制造过程中，激光切割已经成为不可替代的关键技术。随着

科技的发展，激光切割在医疗、珠宝加工、建筑模型等领域的应用也

逐渐增多。激光切割的精细度和灵活性使得其在这些领域的应用中具

有独特的优势。激光切割的应用领域正在不断扩大，其在各个行业的

应用前景十分广阔。

3.激光切割发展趋势及前景

激光切割技术作为现代制造业的重要工艺手段，随着科技的不断

进步，其发展趋势及前景十分广阔。激光切割技术的智能化和自动化

水平将不断提高，通过引入先进的人工智能和机器学习技术，使得激

光切割设备能够实现更高水平的自主操作和智能决策，从而提高生产

效率和加工精度。

激光切割技术的功率和切割速度将得到进一步提升。随着新材料

的不断研发和应用，对于高功率激光切割设备的需求将不断增长。激

光切割头的设计优化和材料处理技术的改进，也将使得激光切割的速

度和效率得到新的突破。

激光切割技术将朝着更加绿色环保的方向发展。现代制造业对于

节能减排的要求越来越高，激光切割技术作为一种非接触、无机械力

的加工方式，具有较小的热影响区和较低的能耗，符合绿色制造的发

展趋势。激光切割过程中产生的废弃物和污染物较少，有利于实现环

保生产。

激光切割技术的应用领域将进一步拓宽。随着技术的不断成熟和

进步，激光切割技术将广泛应用于汽车、航空、船舶、电子、医疗器

械等制造业领域，并且还将拓展到新能源、新材料等新兴产业中。

激光切割技术作为一种先进的加工方法，其发展趋势及前景十分

美好。随着技术的不断创新和进步，激光切割将在制造业领域中发挥

更加重要的作用，为现代制造业的发展做出更大的贡献。

二、激光切割加工基本原理

激光产生：激光切割设备中的激光器产生高强度的激光束。这些

激光束具有极高的能量密度，可以聚焦到非常小的区域。

材料作用：当激光束照射到待加工材料表面时，其能量会被材料

吸收。材料吸收激光能量后，会迅速加热到熔点或更高的温度，从而

使其汽化或熔化。

切割过程：一旦材料被加热到足够高的温度，它就可以被切开。

激光束的能量密度足以使材料迅速分离，从而实现精确的切割。激光

束还可以进行微调，以执行各种复杂的切割路径和形状。

辅助气体：在激光切割过程中，通常会使用辅助气体（如氮气、

氧气或空气）来吹走熔化或汽化的材料残渣，并确保切口的质量。

控制系统：整个激光切割过程由先进的控制系统控制，该系统能

够精确控制激光束的路径、功率和速度等参数，以确保切割的精确性

和效率。

激光切割加工具有多种优势，包括高精度、快速、非接触加工以

及适用于多种材料的加工等。它在汽车、航空、电子、医疗和许多其

他行'也中得到了广泛应用。通过了解激光切割加工的基本原理，可以

更好地理解这一技术的运作方式及其在各种应用中的优势。

1.激光原理简述

激光切割加工技术是现代制造业中不可或缺的一种重要工艺手

段，其核心技术在于激光原理的应用。激光原理是激光技术的基础，

主要涉及到爱因斯坦在年提出的受激发射原理。激光是通过某种介质

被激活而产生的强光辐射，其本质是一种光波。激光的产生需要满足

三个基本条件：粒子数反转、谐振条件以及放大作用。在特定的物理

介质中，通过高能粒子的激发和跃迁，产生光子并产生辐射场，这些

光子经过谐振和放大作用后形成激光束。激光具有方向性好、亮度高、

单色性强等特点，使得激光在切割加工领域具有广泛的应用前景。通

过激光束的高能量密度，可以对材料进行快速热化、熔化乃至气化，

从而实现精准高效的切割加工过程。激光切割技术的广泛应用已经推

动了现代制造业的发展。随着技术的不断进步和升级，其在各个行业

的应用将更加广泛深入。对激光原理的深入了解将有助于我们更好地

掌握激光切割技术，优化工艺参数，提高加工质量及效率。

2.激光切割工艺原理

激光切割是一种先进的材料加工技术，其工艺原理主要依赖于高

功率密度的激光束。这一过程涉及多个关键步骤和要素。

激光器发射出高能量、高密度的连续或脉冲激光束，这是激光切

割的动力源。激光束通过光学系统（如透镜和反射镜）进行传输和聚

焦，形成极细的光束，确保能量能够精确作用于目标材料上。

当激光束照射到材料表面时，会产生局部高温，使材料迅速熔化、

汽化或达到材料的燃点。激光产生的热量会在材料内部形成热应力，

引起材料的热膨胀。这种热作用使材料在极短的时间内发生显著变化。

通过高精度的工作台或机械手臂操纵激光切割头，以一定的速度

和轨迹移动激光束，从而在材料上切割出所需的形状和尺寸。在切割

过程中，部分材料会被热量剥离基础材料表面，形成切割缝。对于厚

度较大的材料，可能需要辅助气体（如氮气、氧气或空气）来吹走切

割产生的残渣并帮助切口保持清晰。

通过精确控制激光参数（如功率、脉冲频率、光束模式等），以

及机械运动参数（如速度、加速度等），可以实现不同材料的精细切

割，包括金属、非金属以及复合材料等。

激光切割工艺因其高精度、高效率、低能耗以及良好的切割质量

而广泛应用于航空、汽车、造船、电子等多个领域。随着技术的不断

进步，激光切割正在不断拓展其应用范围并提升加工能力。

3.激光切割加工的主要参数（如功率、速度、焦距等）

激光功率是激光切割中最关键的参数之一，它决定了光束的能量

密度，进而影响材料的熔化和气化速度。功率的大小选择需要根据所

加工材料的类型和厚度来确定。较厚的材料需要更高的功率来确保切

割的完全和速度。过高的功率可能导致切口过度烧焦或材料燃烧，而

过低的功率则可能导致切割不完全或效率低下。合理设置激光功率是

确保切割质量的关键。

激光切割速度直接影响热影响区域的大小和切割质量。较快的切

割速度可以减少热影响区域，提高加工效率，但可能会导致切口质量

下降，尤其是在高功率激光下。过慢的切割速度可能会导致过度的热

输入，增加热变形和残余应力的风险。选择合适的切割速度需要平衡

效率与加工质量的要求，并根据材料类型、厚度以及激光功率进行调

整。

激光切割中的焦距是指激光束聚焦透境与加工材料表面之间的

距离。焦距的选择直接影响到激光光束的聚焦程度和光束质量。正确

的焦距可以确保光束的最佳聚焦状态，提高能量密度，从而提高加工

效率和质量。不合适或变化的焦距可能导致光束散焦、能量损失和加

工质量下降。在加工过程中，保持稳定的焦距是非常重要的。

三、激光切割设备

激光器是激光切割设备的核心部件，负责产生高功率的激光束。

常见的激光器类型包括固体激光器、气体激光器以及光纤激光器。每

种激光器都有其独特的特点和应用领域，选择合适的激光器对于实现

理想的加工效果至关重要。

光束传输系统负责将激光器产生的激光束传输到切割头。这个过

程需要保证光束的质量、方向和能量稳定。光束传输系统包括一系列

的光学元件，如透镜、反射镜和光纤等。

切割头是激光切割设备的另一个关键部分，负责聚焦激光束并将

其引导到工件上。切割头还配备有助燃气体喷嘴，用于提供加工所需

的气体（如氧气、氮气等）。高质量切割头的特征在于其精确的聚焦

能力和优秀的光束稳定性。

控制系统负责控制激光切割设备的所有功能口它基于数控技术，

允许操作人员通过编程来精确控制激光束的运动轨迹、功率和加工速

度等参数。现代控制系统还具有自动监测和调整功能，以确保加工过

程的稳定性和优化。

工作平台用于承载和定位待加工的工件。现代激光切割设备通常

配备有高精度的工作平台，以确保工件的位置精确和稳定。部分高级

设备还具备自动化上下料系统，进一步提高生产效率。

激光切割设备是一个复杂而精密的系统，其正确选择、安装和维

护对于保证加工质量、提高生产效率和保证操作安全至关重要。了解

和熟悉激光切割设备各部分的功能和特点，对于从事激光切割加工的

技术人员来说是非常重要的基础知识。

1.激光切割机的种类与特点

气体激光切割机：这是最常见的激光切割机类型之一。它利用高

能激光束与辅助气体相结合，通过高温熔化或气化材料来实现切割。

这种机器适用于多种材料，如金属、非金属等。其特点包括高精度、

高效率、良好的切割质量等。

固体激光切割机：采用固体激光器作为光源，适用于对精度要求

较高的行业，如精密机械、电子等。其优点在于光束质量稳定、输出

功率大、维护成本低等。

光纤激光切割机：采用光纤传输激光，具有灵活性和高效性。适

用于各种材料的快速切割，尤其在薄板材料加工领域表现突出。其特

点包括光束质量高、能量传输距离远、易于实现自动化等。

超快激光切割机：主要针对微小型零件进行高精度、高效率的切

割和打孔作业。由于具有极短的脉冲时间和超高热密度，因此特别适

合加工微小且精度要求高的零件。

每种激光切割机都有其独特的优点和适用场景，选择适合的激光

切割机需要根据具体的加工需求、材料类型和预算等因素综合考虑。

了解各种激光切割机的特点对于优化生产流程和提高产品质量具有

重要意义。

2.设备主要组成部分及其功能

《激光切割加工基础知识》文章中的“设备主要组成部分及其

功能”段落内容可以这样撰写：

激光切割设备是一种高精度、高效率的现代化加工设备，主要由

以下几个主要部分组成，每个部分都有其独特的功能和重要性。

（1）激光器：作为激光切割设备的心脏，激光器是产生高功率

激光光束的关键部件。它利用特定的物理原理，如光学谐振腔内的光

放大，产生高能量密度的激光光束。

（2）光学系统：光学系统负责引导和控制激光光束，确保其准

确地照射到加工材料上。它通常包括反射镜、透镜和光学透镜等，这

些部件可以有效地传输和聚焦激光光束。

（3）工作台面：工作台面是用来承载待加工材料的平台。它可

以根据加工需求进行精确的位置调整和移动，以确保激光光束准确地

对准加工区域。

（4）控制系统：控制系统是激光切割设备的“大脑”，负责整

个设备的操作和控制。通过电脑软件编程，控制系统可以精确控制激

光光束的输出功率、光束的移动路径和速度等参数，以满足不同的加

工需求。

(5)辅助装置：除了上述主要部分外，激光切割设备还包括一

些辅助装置，如气体喷嘴、排渣装置等。气体喷嘴用于吹走切割产生

的残渣，排渣装置则负责清理加工区域，确保加工过程的顺利进行。

这些组成部分协同工作，确保激光切割设备能够高效、精确地完

成各种复杂形状的切割任务。了解这些组成部分及其功能，对于正确

使用和操作激光切割设备至关重要。

3.设备选择与使用注意事项

激光切割加工的发展日益迅速，选择一台合适的激光切割设备是

确保加工质量的关键。在选择设备时，首要考虑的因素包括加工材料

的类型、厚度、切割精度要求以及生产规模。不同功率的激光切割机

对应不同的应用场合，因此需要根据实际需求进行选择。

设备安装：激光切割设备应安装在稳定的基础上，以保证加工过

程中的稳定性。同时要确保工作区域通风良好，利于设备的散热。

安全操作：操作者需接受专业的培训，熟悉设备性能及操作规程。

在操作过程中，必须佩戴专、也的防护眼镜，避免激光辐射对眼睛造成

伤害。设备周围应避免有易燃物品，以防激光引发火灾。

设备维护：定期对设备进行维护和保养是保证设备正常运行的关

键。包括清洁光学镜片、检查机械部件的磨损情况、更换老化元件等。

合理使用：避免长时间超负荷运行设备，以免对设备造成损害。

按照设备要求使用合适的切割气体和辅助气体。

耗材选择：选择合适的耗材是确保加工质量的重要因素。应根据

加工材料的选择，选择合适的激光切割头和切割工艺参数。

合理选择和使用激光切割设备，既能提高生产效率，又能保证加

工质量。在设备使用过程中，务必遵循操作规程，注意设备维护和保

养，确保生产安全。

四、激光切割加工工艺

工艺原理：激光切割是利用高功率密度的激光束照射材料表面，

使材料迅速熔化、汽化或达到点燃点，同时配合高速气流将熔化物质

从工件表面吹走，从而达到切割的目的。

切割模式：根据材料类型和加工需求,激光切割可分为多种模式,

如熔化切割、汽化切割、氧化切割等。每种模式都有其特定的适用范

围和工艺参数。

工艺参数：激光切割的工艺参数包括激光功率、切割速度、焦点

位置、气体类型和压力等。这些参数的选择对切割质量、精度和加工

效率有着重要影响。操作人员需要根据材料特性、切割要求和机器性

能来合理设置参数。

材料适应性：激光切割技术适用于多种材料的加工，如金属、非

金属、复合材料等。不同材料的激光切割工艺会有所差异，需要根据

材料特性进行相应的工艺调整。

加工精度和质量控制：激光切割加工具有高精度、高速度、高质

量的特点。为了保证加工精度和质量，操作人员需要掌握正确的操作

方法，对设备进行定期的维护和保养，同时对加工过程进行实时监控

和调整。

安全操作：激光切割加工过程中需要注意安全问题，如防止激光

辐射、防止火灾等。操作人员需要了解相关安全知识，遵守操作规程,

确保加工过程的安全。

发展趋势：随着科技的进步，激光切割技术不断发展和完善，如

更高功率的激光器、更精细的切割模式、更智能的控制系统等。这些

新技术的发展将进一步提高激光切割的加工效率和质量。

激光切割加工工艺是一个复杂而又精细的技术领域，需要操作人

员掌握扎实的理论知识和实践经验，才能确保加工过程的安全、高效

和高质量。

1.激光切割工艺流程

前期准备：在开始激光切割之前，首要的任务是进行必要的前期

准备。这包括选择适当的材料，设计切割图案或形状，以及根据所需

材料特性调整激光设备。操作人员还需要对工作环境进行安全检查,

确保所有设备都处于最佳工作状态。

材料定位：在确定了要切割的材料之后，下一步是将材料准确地

放置在激光切割机的工作台上。这涉及到精确的材料定位，以确保切

割过程中材料的稳定性和准确性。

设定参数：激光切割机的参数设置是实现高质量切割的关键。这

些参数包括激光功率、切割速度、焦点位置等。根据材料的类型和厚

度，操作人员需要调整这些参数以达到最佳的切割效果。

激光切割：在调整好所有参数之后，就可以开始进行激光切割了。

激光束通过光学系统聚焦，形成高功率密度的光束，照射在材料表面，

使其迅速熔化、汽化或达到燃烧点，从而实现材料的切割。

后续处理：完成激光切割后，通常还需要进行一些后续处理，如

去除切割残渣、检查切割质量、对材料进行进一步加工等U这一步也

是保证最终产品质量的重要环节。

2.切割材料类型及特性（金属、非金属等）

激光切割技术广泛应用于各种材料，主要包括金属、非金属等。

不同的材料具有独特的物理和化学性质，在使用激光切割技术时需要

特别关注各种材料的特性。

金属是一类具有优良导电性和导热性的材料，广泛应用于制造业。

激光切割金属时，主要利用高功率激光束的高能量密度来熔化或汽化

金属材料，从而实现精确切割。常见的金属切割材料包括钢铁、铝、

铜等。这些金属具有良好的可切割性，能够形成平滑的切割面，并且

边缘整齐，适合于高精度的切割需求。

非金属材料的激光切割技术也在不断发展。这些材料包括木材.、

纸张、塑料、橡胶等。与金属材料相比，非金属材料的导热性较差，

对激光能量的吸收也有所不同。在激光切割非金属材料时，需要调整

激光功率和切割速度，以获得最佳的切割效果。木材的激光切割可以

获得清晰、平滑的切口；塑料的激光切割可以实现精细的切割和打孔。

还有一些复合材料，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强

塑料（CFRP）等，也适用于激光切割技术。这些复合材料具有优异的

力学性能和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。激光

切割这些材料时，需要特别注意材料的热稳定性和抗热性能，以避免

热损伤和变形。

了解不同材料的特性和激光切割过程中的注意事项，是实现高质

量切割的关键。通过对不同材料特性的深入了解，可以选择合适的激

光功率、切割速度和加工环境，以实现高效、精确的激光切割加工。

3.切割质量影响因素及优化措施

激光切割加工过程中，切割质量是衡量加工效果的关键指标，其

影响因素众多，包括激光功率、光束质量、材料性质、切割速度、辅

助气体类型及压力等。针对这些影响因素，采取有效的优化措施是提

高切割质量的关键。

激光功率和光束质量直接影响切割的精度和深度。高功率的激光

和高质量的光束能确保更快速、更精确的切割。优化措施包括定期维

护激光器，保证其稳定运行，以及选择合适的光学元件，确保光束质

量。

不同材料的切割特性差异较大，如金属、非金属及复合材料的激

光切割特性各有不同。针对材料性质，优化措施包括选择适合的材料,

了解其切割特性并进行预处理，以提高切割质量。

切割速度对切割质量和效率有重要影响。过快的切割速度可能导

致切割不完全，而过慢的速度则会影响生产效率。根据材料类型和激

光器功率选择合适的切割速度是关键。

辅助气体如氧气、氮气等在切割过程中起到重要作用，其类型和

压力直接影响切割质量。优化措施包括选择合适的辅助气体类型和压

力，以确保最佳的切割效果。

为了提高切割质量，还需要采取其他优化措施，如优化切割路径、

减少热影响区的变形、提高切缝的平整度等。合理的工艺参数设置和

操作人员的技能水平也是影响切割质量的重要因素。需要综合考虑各

种因素，采取综合性的优化措施，以提高激光切割加工的质量。

4.激光切割中的安全问题及防护措施

激光切割作为一种先进的制造技术，虽然带来了许多优势，但在

操作过程中也存在一些安全问题。了解激光切割中的安全问题并采取

有效的防护措施是至关重要的。

在激光切割过程中，首要的安全问题便是激光辐射。高功率的激

光束对人体的皮肤和眼睛可能造成严重伤害。长时间暴露于激光辐射

下，可能导致皮肤灼伤、眼睛失明等严重后果。激光切割设备在工作

时还会产生烟雾和有害气体，这些气体中可能含有有害物质，对人体

健康构成潜在威胁。

针对以上安全问题，我们需要采取一系列防护措施。操作激光切

割设备时，必须佩戴专业的防护眼镜，以有效阻挡激光辐射。设备应

安装在封闭的工作区域内，防止激光辐射外泄.在工作区域内，应设

置明显的安全警示标志，并配备紧急停车按钮，以便在紧急情况下迅

速关闭设备。

对于产生的烟雾和有害气体，应安装有效的排风系统，及时将有

害气体排出室外。操作人员应保持良好的工作环境，定期接受健康检

查，避免长期接触有害物质。

激光切割设备在工作时还会产生高温，存在烫伤和火灾的风险。

我们应保持工作区域的整洁，避免可燃物靠近设备。在设备周围应配

备灭火器材，以便在火灾发生时迅速扑灭火源。

对于激光切割设备的维护和保养也至关重要。定期检查设备的工

作状态，及时更换老化的零部件，可以有效减少安全隐患。

激光切割中的安全问题不容忽视。我们必须采取有效的防护措施,

确保操作人员的安全。通过加强安全管理，提高操作人员的安全意识，

我们可以最大限度地减少激光切割过程中的安全风险。

五、激光切割加工应用实例

汽车制造业：在汽车制造过程中，激光切割技术被广泛应用于车

身、座椅、仪表板等部件的制造过程中。激光切割能够实现高精度的

切割，大大提高生产效率，同时还能满足复杂的几何形状需求。激光

切割在汽车零部件的再制造和维修领域也发挥着重要作用。

航空航天工业：航空航天领域对材料加工精度要求极高，激光切

割技术因此得到了广泛应用。飞机机翼、机身和发动机部件的制造过

程中，激光切割能够实现高精度的切割和打孔，满足复杂结构的制造

需求。激光切割还能用于制造飞机座椅、内饰件等部件。

医疗器械制造：在医疗器械制造领域，激光切割技术被广泛应用

于手术器械、医疗器械设备和医用材料的制造过程中。激光切割能够

实现高精度、高速度的切割，同时还能保证器械的光洁度和耐用性，

满足医用标准。

镀金加工行业：在镀金加工行业中，激光切割技术被广泛应用于

金属板材的切割、开槽和打孔等工序。与传统的机械切割相比，激光

切割具有更高的精度和效率，同时还能降低加工过程中的噪音和振动。

电子工业：在电子工业领域,激光切割技术被用于制造微细结构、

电路板和电子元器件等。激光切割的高精度和高速度能够满足电子产

品的制造需求，提高产品质量和生产效率。

1.汽车制造业中的激光切割应用

在汽车制造业中，激光切割技术发挥看至关重要的作用。随着汽

车产业的飞速发展，对于高精度、高效率、高质量的生产需求日益增

长，激光切割技术正好满足了这些需求。激光切割设备主要用于切割

车身板材、结构件、以及精细零部件等。与传统的机械切割相比，激

光切割具有更高的精度和灵活性，可以实现对复杂形状的高速精准切

割。激光切割对于材料的适应性也非常广泛，无论是金属还是非金属，

都能实现精确的切割。激光切割技术还能有效减少材料浪费，提高生

产效率，降低成本。在汽车制造业中，激光切割已经成为一种不可或

缺的关键工艺。随着技术的不断进步，其在汽车制造领域的应用也将

更加广泛和深入。

2.机械制造中的激光切割应用

激光切割技术在机械制造领域具有广泛的应用。在板材加工方面,

激光切割能够实现高精度、高效率的切割操作，适用于各种金属板材，

如钢铁、不锈钢、铝等。在汽车制造业中，激光切割被广泛应用于车

身制造、零部件加工以及发动机制造等环节，提高了汽车制造的精度

和效率。激光切割技术还在机床制造、航空航天、船舶制造等领域发

挥着重要作用。

激光切割之所以在机械制造中占据重要地位，主要是因为其具有

以下优势：

a.精度高：激光切割的精度可以达到很高的水平，能够满足机

械制造的高精度要求。

b.切割速度快：激光切割具有极高的切割速度，可以大幅度提

高生产效率V

c.适用范围广：激光切割适用于各种材料的切割，包括金属、

非金属等。

d.自动化程度高：激光切割设备可以与自动化生产线相结合，

实现自动化、智能化的生产。

在机械制造中，激光切割技术的应用不仅提高了生产效率和产品

质量，还降低了生产成本，为企业的可持续发展带来了重要的推动力。

随着科技的不断发展，激光切割技术在机械制造中的应用前景将更加

广阔。

3.电子产品制造中的激光切割应用

随着科技的飞速发展，电子产品已经渗透到我们生活的方方面面。

在电子产品制造过程中，精密、高效的加工技术显得尤为重要。激光

切割技术以其独特的优势在电子产品制造领域得到了广泛的应用。

激光切割技术用于制造电子产品的精密部件。由于激光切割的高

精度特性，它可以实现对微小零件的精确加工，这对于提高电子产品

的性能和稳定性至关重要。在手机制造过程中，激光切割技术可以精

确切割出内部金属结构、微细的电路线路等。

激光切割在电路板制造中扮演着关键角色。通过激光切割技术，

可以精确地将电路板切割成所需的形状和大小，同时还可以实现电路

板的精细布线。这种精细的布线对于电子信号的传输和电路功能的实

现至关重要。

激光切割技术还在电子元器件的制造和组装过程中发挥着重要

作用。利用激光切割技术可以将电子元器件的引脚精确切割到合适的

长度和形状，以确保其能够与电路板上的插槽完美匹配。激光切割技

术还可以用于电子元器件的精密焊接过程，从而确保电子产品的质量

和性能。

激光切割技术在电子产品制造过程中发挥着不可替代的作用。它

不仅可以提高生产效率，降低生产成本，更关键的是，它可以确保电

子产品的精度和性能，满足现代电子产品市场对于高质量、高性能的

需求。

4.其他行业的应用实例

激光切割技术在许多其他行业中也发挥着重要作用。在汽车行业,

激光切割被广泛应用于车身制造、零部件加工和发动机制造过程中，

提高了生产效率和产品质量。在航空航天领域，激光切割技术用于制

造飞机和航天器的精密部件，满足了高强度、高精度和高可靠性的要

求。激光切割还广泛应用于电子、机械制造、纺织和造纸等行业c电

子行业的精密部件加工需要高精度激光切割来实现细微结构的制作。

机械制造行业中，大型零件的切割和加工离不开激光切割技术的高效

操作。在纺织和造纸行业，激光切割技术可用于切割布料、纸张等非

金属材料，提高了生产效率和产品质量。激光切割技术在各个行业中

都有着广泛的应用，为现代制造业的发展做出了重要贡献。

六、激光切割加工的发展趋势与挑战

随着科技的不断进步，激光切割加工作为现代制造业的重要工艺

手段，呈现出日益明显的发展趋势，但同时也面临着一些挑战。

技术创新：激光切割加工技术正在持续创新，包括更高效的激光

器、更精确的切割头以及智能化的切割系统。未来的激光切割设备将

更加强调自动化和智能化，能够处理更加复杂的材料和设计。

高效高精度：随着技术进步，激光切割加工正朝着更高效、更高

精度的方向发展。激光器功率的提升和光束质量的优化使得厚材料、

大工件的加工成为可能，同时保持极高的切割精度和速度。

绿色环保：激光切割作为一种非接触加工方式，相比传统加工方

式具有更低的能耗和更少的废弃物产生，更加环保。随着对绿色制造

的需求增加，激光切割加工将在这一领域发挥更大的作用。

高成本：尽管激光切割技术具有许多优势，但其设备成本和维护

成本仍然较高，限制了其在一些领域的应用。如何降低制造成本将是

未来激光切割加工面临的重要挑战之一。

材料适应性：虽然激光切割技术在许多材料上表现出色，但对于

某些特殊材料，如高反射性材料或高硬度材料，仍然存在挑战。需要

继续研究和开发适应这些材料的激光切割技术。

技术人才短缺：随着激光切割技术的快速发展，对专业人才的需

求也在增加。市场上缺乏经验丰富的激光切割技术人才，这可能会限

制该技术的进一步推广和应用。加强人才培养和技术培训是激光切割

加工未来发展的关键之一。

市场竞争：随着激光切割技术的普及，市场竞争也在加剧。如何

在激烈的市场竞争中保持技术优势，提高产品质量和降低成本，是激

光切割加工企业需要面对的挑战。

激光切割加工在发展过程中既面临挑战也充满机遇。通过技术创

新、人才培养和市场拓展，激光切割加工有望实现更高效、更精确、

更环保的发展，为现代制造业做出更大的贡献。

1.技术发展趋势及创新方向

在当今工业加工领域，激光切割技术已成为一种重要的加工手段,

其发展趋势与创新方向直接关系到制造业的未来发展。随着科技的进

步，激光切割技术正朝着高精度、高效率、智能化和绿色环保的方向

发展。光纤激光切割技术以其高速度、高精度和良好的光束质量等特

点占据了市场的主导地位。超快激光切割技术以其独特的优势，正在

特种材料加工领域展现巨大的潜力。随着工业大数据和工业物联网技

术的不断发展，激光切割技术也正在向智能化转型，实现加工过程的

自动化和智能化控制。绿色制造和可持续发展已成为全球制造业的重

要发展方向，对激光切割技术的绿色化程度要求也越来越高。未来激

光切割技术的发展趋势，将在继续提升核心技术性能的更加关注资源

的有效利用和环境影响最小化。在技术创新的道路上，我们应积极拥

抱新的科技和工艺理念，持续推动激光切割技术的进步和创新，为制

造业的繁荣和可持续发展做出贡献。在这个大背景下，许多重要的研

究和应用创新方向正逐渐成为业界关注的焦点。这些包括但不限于高

功率激光器技术的突破、先进工艺方法的研发以及智能激光切割系统

的建设等。未来的挑战与机遇并存，我们将致力于在这些领域实现突

破和创新。我们深信随着科学技术的不断发展，激光切割技术将在未

来发挥更大的作用，展现更加广阔的应用前景。

2.行业内面临的主要挑战

随着激光切割技术的不断发展和应用领域的扩大，行业内也面临

着一些主要挑战。技术更新迅速，要求企业和从业人员不断学习和掌

握新的技术知识，以适应市场需求的变化C市场竞争激烈，行业内企

业需要不断提高产品质量、降低生产成本、提高生产效率，以保持竞

争优势。原材料成本、设备成本以及人工成本的不断上涨也给行业带

来了压力。

激光切割技术的应用领域越来越广泛，对于高精度、高效率、高

可靠性的要求也越来越高。这也使得行业内需要不断提高技术水平和

创新能力，以满足客户的需求。行业内还需要关注环保和可持续发展

问题，推动绿色制造和智能制造的发展，以实现可持续发展和行业的

长远发展。

激光切割加工行业面临着诸多挑战，需要企业和从业人员不断提

高自身素质和技能水平，加强技术创新和研发，以适应市场的变化和

需求的变化。只有才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

3.未来市场预测与展望

随着制造业的快速发展，激光切割技术作为先进制造领域的重要

一环，其市场前景持续广阔。预计未来几年，激光切割加工市场将呈

现以下几大趋势：

随着技术不断创新和成熟，激光切割设备的性能将进一步提升，

切割速度更快、精度更高、效率更高的设备将不断涌现。这将推动激

光切割在各个领域的应用范围进一步扩大。

智能化和自动化将成为激光切割加工的重要发展方向。随着工业

0和智能制造的推进，激光切割设备将更多地融入智能化生产线，实

现与其他设备的无缝对接和高度自动化生产，提高生产效率和产品质

量。

绿色环保和可持续发展将是激光切割加工行业不可忽视的焦点。

随着全球对环保要求的日益严格，激光切割行业将更加注重绿色生产,

开发低能耗、低排放的激光切割设备和技术，以满足市场需求。

激光切割加工的应用领域将进一步拓展。从汽车、航空航天、电

子到医疗器械等行业，激光切割技术的应用将越来越广泛。特别是在

新能源汽车、5G通信等新兴产业的快速发展中，激光切割技术将发

挥重要作用。

未来激光切割加工市场充满机遇与挑战。随着技术的不断进步和

应用领域的拓展，激光切割技术将在制造业中发挥更加重要的作用，

为各行各业的快速发展提供有力支持。

七、总结

本篇文章通过对激光切割加工基础知识的全面介绍，使读者对激

光切割技术有了更深入的了解。文章详细阐述了激光切割的基本原理、

设备构成、工艺参数、材料适应性、优势特点以及应用领域。也指出

了一些实际操作中可能遇到的问题和需要注意的事项。

激光切割技术以其高效、精准、灵活的特点，在现代制造业中发

挥着越来越重要的作用。无论是金属还是非金属材料的加工，激光切

割都能展现出其独特的优势。要想充分发挥激光切割技术的潜力，还

需要对设备、工艺参数等进行合理的选择和调整，并且需要掌握一定

的操作技巧和经验。

通过本文的学习，读者应该能够对激光切割加工有一个全面的认

识，并且在实践中能够更好地应用激光切割技术。随着技术的不断进

步和发展，激光切割技术将会在更多的领域得到应用，并发挥出更大

的价值。

1.回顾本文的主要内容

回顾本文的主要内容，我们详细介绍了激光切割加工的基础知识。

我们概述了激光切割的基本原理，即通过高能激光束照射材料表面，

使其迅速熔化、汽化或达到材料的燃点，从而实现切割过程。文章讨

论了激光切割的主要应用领域，包括金属加工、汽车制造、航空航天、

医疗器械等行业。

本文还介绍了激光切割加工的主要优点，包括高精度切割、快速

切割速度、材料适用范围广等。我们也提到了一些激光切割加工的关

键参数，如激光功率、光束质量、切割速度、气体类型和压力等，这

些参数对切割质量和效率有着重要影响。我们还探讨了激光切割加工

的发展趋势，包括高功率激光器的应用、自动化和智能化的发展等。

本文旨在为读者提供激光切割加工的基础知识，帮助读者了解激

光切割的基本原理、应用领域、优点、关键参数以及发展趋势。通过

阅读本文，读者可以更好地理解激光切割加工的过程和技术，为实际

应用提供指导。

2.对激光切割加工技术的理解与认识

激光切割加工技术是一种先进的材料加工方法，在现代制造业中

得到了广泛应用。激光切割是利用高功率激光束照射在材料表面，使

材料迅速熔化、汽化或达到燃烧点，同时配合高精度的高速运动切割

头，实现对材料的精确切割。这一技术以其高效、精确、灵活的特点,

逐渐在现代制造业中取代了传统的机械切割方式。

激光切割加工技术的优势在于其精确度高、适应性强和经济效益

显著。激光束的高能量密度可以实现对细微特征的精确切割，同时适

用于多种材料的切割，包括金属、非金属以及复合材料等。激光切割

属于非接触性加工，不会对工件表面造成机械应力，有助于保持工件

的完整性。

激光切割加工技术也存在一定的技术挑战和应用限制。对于高反

射性和高导热性的材料，激光切割过程中可能会出现切割质量不稳定

的问题。激光切割设备的高昂成本以及专业化的操作需求，也在一定

程度上限制了其普及和应用。

为了更好地掌握激光切割技术，我们需要深入理解其工作原理、

设备结构、工艺参数以及应用领域V还需要通过实践不断积累经险，

提高操作水平，以实现激光切割技术的优化应用。通过不断的研究和

探索，我们相信激光切割技术将在未来制造业中发挥更大的作用，为

现代工业生产带来更高的效益和效率。

3.鼓励读者进一步学习与实践激光切割技术

随着科技的快速发展，激光切割技术已经成为现代制造业中不可

或缺的一部分。对于我们每一位对激光切割感兴趣的读者来说，掌握

激光切割加工的基础知识只是起点。我鼓励大家进一步深入学习和实

践激光切割技术，将其应用到日常生活和工作中。

对于想要深入学习激光切割技术的读者，你们可以通过多种途径

来扩充知识。现代网络资源丰富，你们可以通过在线课程、教育平台、

专业论坛等途径获取更深入、更专业的知识。专业的书籍、期刊和杂

志也是你们学习的好帮手。

实践是检验真理的唯一标准。理论知识的学习固然重要，但将理

论知识应用到实际操作中更为重要。寻找机会参与到实际的激光切割

项目中去，无论是学校的实验室、企业的生产现场，还是其他实践平

台，都能让你有更深刻的理解和体验。实践过程中，你可能会遇到各

种各样的问题和挑战，这也是你学习和成长的机会。

与同行交流也是提升技术的重要方式。参加行业研讨会、技术交

流会、工作坊等活动，与专业人士面对面交流，探讨问题，不仅可以

拓宽你的视野，也可能带来新的启示和机遇。

我要强调的是，学习与实践激光切割技术是一个持续的过程。随

着技术的不断进步和更新，我们需要持续学习，不断提升自己的技能

和知识。只有我们才能在这个快速变化的时代中保持竞争力，为激光

切割技术的发展做出更大的贡献。

八、附录

1.相关术语解释

激光切割：激光切割是利用高功率激光束照射在材料表面，使其

迅速熔化、汽化或达到核反应状态，同时借助高速气流将熔化或燃烧

的材料吹走，从而达到切割的目的。

激光器：激光器是激光切割设备中的核心部件，它能产生高功率

密度的激光束。

激光束：激光束是由激光器发出的高能量、高密度的光线组成的

光束，是激光切割过程中的主要工作介质。

聚焦透镜：聚焦透镜用于将激光束聚焦到最小光斑，以提高切割

精度和效率。

工作台：工作台是承载加工材料的平台，可以移动或固定，根据

加工需求调整位置。

切割头：切割头是激光切割设备上的重要部件，包含激光束的传

输、聚焦以及辅助气体喷嘴等，直接影响切割质量和效率。

辅助气体：辅助气体如氧气、氮气等在激光切割过程中起到吹走

熔化材料、防止切口氧化等作用。

切割精度：指激光切割后工件的实际尺寸与理论尺寸的接近程度,

是衡量激光切割质量的重要指标之一。

切割速度：指激光切割设备在单位时间内完成的切割长度，直接

影响加工效率。

参考资料：

激光切割已经运用到越来越多的行、必而激光切割加工也渐渐有

取代传统刀具的趋势：

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减

少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。现代的激光成了人们所

幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。以金运激光C02激光切割机

为例，整个系统由控制系统、运动系统、光学系统、水冷系统、排烟

和吹气保护系统等组成，采用最先进的数控模式实现多轴联动及激光

不受速度影响的等能量切割，同时支持DP、PLT、CNC等图形格式并

强化界面图形绘制处理能力；采用性能优越的进口伺服电机和传动导

向结构实现在高速状态下良好的运动精度。

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在

计算机的控制下，通过脉冲使激光器放电，从而输出受控的重复高频

率的脉冲激光，形成一定频率，一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过

光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一

个个细微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温

熔化或气化被加工材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面

溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，激光加工头与被加工材料按

预先绘好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要

的形状。切割时.，一股与光束同轴气流由切割头喷出，将熔化或气化

的材料由切口的底部吹出（注：如果吹出的气体和被切割材料产生热

效反应,则此反应将提供切割所需的附加能源；气流还有冷却已切割

面，减少热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用）。与传统的板材加

工方法相比，激光切割其具有高的切割质量（切口宽度窄、热影响区小、

切口光洁）、高的切割速度、高的柔性（可随意切割任意形状）、广

泛的材料适应性等优点。

激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用

高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色

变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可

以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从亳米到微米量级，

这对产品的防伪有特殊的意义。聚焦后的极细的激光光束如同刀具，

可将物体表面材料逐点去除，其先进性在于标记过程为非接触性加工,

不产生机械挤压或机械应力，因此不会损坏被加工物品；由于激光聚

焦后的尺寸很小，热影响区域小，可以完成一些常规方法无法实现的

工艺。

激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光点，不需要额外增添其它

设备和材料，只要激光器能正常工作，就可以长时间连续加工。激光

加工速度快，成本低廉。激光加工由计算机自动控制，生产时不需人

为干预。

激光能标记何种信息，仅与计算机里设计的内容相关，只要计算

机里设计出的图稿打标系统能够识别，那么打标机就可以将设计信息

精确的还原在合适的载体上。因此软件的功能实际上很大程度上决定

了系统的功能。

激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，焊接过程属

热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩

散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数，使

工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功地应用于微、

小型零件焊接中。高功率C02及高功率YAG激光器的出现，开辟了激

光焊接的新领域.获得了以小孔效应为理论基础的深熔接，在机械、

汽车、钢铁等工业部门获得了日益广泛的应用。

与其它焊接技术比较，金运激光焊接的主要优点是：激光焊接速

度快、深度大、变形小。能在室温或特殊的条件下进行焊接，焊接设

备装置简单。激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在空气及某种气

体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。激

光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1,

最高可达10：1。可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施

焊，效果良好。将铜和铝两种性质截然不同的材料焊接在一起，合格

率几乎达百分之百。也可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小

的光斑，且能精密定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型元件

的组焊中，集成电路引线、钟表游丝、显像管电子枪组装等由于采用

了激光焊，不仅生产效率大、高，且热影峋区小，焊点无污染，大大

提高了焊接的质量。

可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵

活性。在YAG激光技术中采用光纤传输技术，使激光焊接技术获得了

更为广泛的推广与应用。激光束易实现光束按时间与空间分光，能

进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。

它包括激光器（8）和其输出光路上的气体喷头（2）,所说气体

喷头（2）的一端为窗口（10）、另一端为与激光器（8）光路同轴的

喷口（6）,气体喷头（2）的侧面连接有气管（11）,特别是所说气

管（11）与空气或氧气源（1）相连接，所说空气或氧气源（1）的压

力为0・1〜0.3MPa,所说喷口（6）的内壁为圆柱状，其直径为1.2〜

3mm、长度为1〜8mn］；所述的氧气源（1）中的氧气占其总体积的60%,

所述的激光器（8）和气体喷头（2）间的光路上置有反射镜（9）。

它能提高雕刻的效率，使被雕刻处的表面光滑、圆润，迅速地降低被

雕刻的非金属材料的温度，减少被雕刻物的形变和内应力；可广泛地

用于对各种非金属材料进行精细雕刻的领域。

点阵雕刻点阵雕刻酷似高清晰度的点阵打印。激光头左右摆动,

每次雕刻出一条由一系列点组成的一条线，然后激光头同时上下移动

雕刻出多条线，最后构成整版的图象或文字。扫描的图形，文字及矢

量化图文都可使用点阵雕刻。

矢量切割与点阵雕刻不同，矢量切割是在图文的外轮廓线上进

行。我们通常使用此模式在木材、亚克粒、纸张等材料上进行穿透切

割，也可在多种材料表面进行打标操作。

雕刻速度：雕刻速度指的是激光头移动的速度，通常用IPS（英

寸/秒）表示，高速度带来高的生产效率。速度也用于控制切割的深

度，对于特定的激光强度，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻

机面板调节速度，也可利用计算机的打印驱动程序来调节。在1%到

100%的范围内，调整幅度是1双悍马机先进的运动控制系统可以使

您在高速雕刻时，仍然得到超精细的雕刻质量

雕刻强度：雕刻强度指射到于材料表面激光的强度。对于特定

的雕刻速度，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻机面板调节强

度，也可利用计算机的打印驱动程序来调节。在1%到100%的范围内，

调整幅度是1%。相当于速度也越大。切割的深度也越深

光斑大小：激光束光斑大小可利用不同焦距的透镜进行调节。小

光斑的透镜用于高分辨率的雕刻。大光斑的透镜用于较低分辨率的雕

刻，但对于矢量切割，它是最佳的选择。新设备的标准配置是0英

寸的透镜。其光斑大小处于中间，适用于各种场合。

可雕刻材料：木制品、有机玻璃、金属板、玻璃、石材、水晶、

可丽耐、纸张、双色板、氧化铝、皮革、树脂、喷塑金属。

工业母机式机床设计，确保了激光切割过程的高速和稳定，选配

不同功率的光纤激光器，能对各种金属和材料进行切割打孔高速精密

加工，配合跟随式动态调焦装置，在切割过程中，始终能够保持切割

品质如一，不失为一款高性价比的大幅面激光切割机。

适用于各种金属材料的高精度切割，如不锈钢、碳钢、模具钢、

特种钢、铜板、铝板等等。

激光切割系统，一类是大中型制造企业,这些企业生产的产品中

有大量板材需要下料、切料,并且具有较强的经济和技术实力.另一类

单位是加工站（国外称JobShop），加工站是专门对外承接激光加工

业务的，自身无主导产品。它的存在一方面可满足一些中小企业加工

的需要；一方面在初期对推广应用激光切割技术起到宣传示范的作用。

第一类：从技术经济角度不宜制造模具的金属锁金件,特别是轮

廓形状复杂,批量不大,一般厚度；12nmi的低碳钢、；6nlm厚的不锈钢，

以节省制造模具的成本与周期。已采用的典型产品有：自动电梯结构

件、升降电梯面板、机床及粮食机械外罩、各种电气柜、开关柜、纺

织机械零件、工程机械结构件、大电机硅钢片等。

第二类：装饰、广告、服务行业用的不锈钢（一般厚度3n）m）或

非金属材料（一般厚度20mm）的图案、标记、字体等。如艺术照相

册的图案,公司、单位、宾馆、商场的标记,车站、码头、公共场所的

中英文字体。

第三类：要求均匀切缝的特殊零件。最广泛应用的典型零件是包

装印刷行业用的模切版,它要求在20mm厚的木模板上切出缝宽为

7~8mm的槽,然后在槽中镶嵌刀片。使用时装在模切机上,切下各种已

印刷好图形的包装盒。为了挡住泥沙进入抽油泵,在壁厚为6~9nlm的

合金钢管上切出3mm宽的均匀切缝,起割穿孔处小孔直径不能3mm,切

割技术难度大，已有不少单位投入生产。

激光切割技术是一种先进的制造工艺，广泛应用于各种行业。要

确保激光切割的精度和质量，必须对切割过程进行严格的质量控制。

本文将探讨激光切割质量控制的重要性及其关键要素。

激光切割是一种高精度的制造工艺，其质量直接影响到产品的性

能和使用寿命。质量控制是为了确保激光切割的精度和质量符合预期

的标准和要求。通过质量控制，可以减少废品率、降低生产成本、提

高生产效率，同时也能提升产品质量和竞争力。

激光切割机的精度和状态对切割质量有着至关重要的影响。要定

期对切割机进行维护和保养，确保机器各项指标正常。要根据实际需

要调整机器的各项参数，如焦点位置、光束直径等，以提高切割精度。

材料的质量和性质对激光切割效果也有重要影响。材料表面的平

整度、厚度、硬度等都会影响切割精度和质量。在选择材料时，要确

保材料质量符合要求，同时在加工过程中也要注意材料的摆放和固定。

激光切割的工艺参数包括功率、速度、焦距等。这些参数的设置

直接影响到切割质量和效果。要根据材料的性质和厚度，合理选择工

艺参数，以达到最佳的切割效果。

环境因素如温度、湿度、灰尘等也会对激光切割质量产生影响。

要保持生产环境的清洁和稳定，避免灰尘和杂质的干扰，以确保切割

质量。

操作人员的素质对激光切割质量也有重要影响。操作人员必须经

过专业培训，熟练掌握激光切割机的操作和维护技能，才能胜任此项

工作。操作人员也要有严谨的工作态度和高度的责任心，以确保切割

质量的稳定。

激光切割作为一种高精度的制造工艺，其质量控制至关重要。通

过对设备、材料、工艺参数、环境因素等方面的全面控制，可以有效

地提高激光切割的质量和精度。加强操作人员的培训和管理，建立完

善的质量控制体系，也是实现高质量激光切割的重要保障。只有才能

更好地满足客户需求，提升企业的竞争力和可持续发展能力。

利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽

化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度

很窄的（如0.1mm左右）切缝，完成对材料的切割。

激光切割设备的价格相当贵，约150万元以上。随着眼前储罐行

业的不断发展，越来越多的行业和企业运用到了储罐，越来越多的企

业进入到了储罐行业。由于降低了后续工艺处理的成本，所以在大生

产中采用这种设备还是可行的。

由于没有刀具加工成本，所以激光切割设备也适用生产小批量的

原先不能加工的各种尺寸的部件。激光切割设备通常采用计算机化数

字控制技术（CNC）装置。采用该装置后，就可以利用电话线从计算

机辅助设计（CAD）工作站来接受切割数据。

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射

的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高

速气流吹除熔融物质，从而实现将二件割开。激光切割属于热切割方

法之一。

激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和

激光划片与控制断裂四类。

利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短

的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷

出速度很大，在蒸气喷出的在材料上形成切口。材料的汽化热一般很

大，所以激光汽化切割时需要很大的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木

材、塑料和橡皮等）的切割。

激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，然后通过与光束

同轴的喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压

力使液态金属排出，形成切口。激光熔化切割不需要使金属完全汽化，

所需能量只有汽化切割的l/10o

激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，

如不锈钢、钛、铝及其合金等。

激光氧气切割原理类似于氧乙快切割。它是用激光作为预热热源,

用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作

用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物和

熔化物从反应区吹出，在金属中形成切口。由于切割过程中的氧化反

应产生了大量的热，所以激光氧气切割所需要的能量只是熔化切割的

1/2,而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧气切割

主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。

激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，

使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿

小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和C02激光器。

控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材

料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。

激光切割与其他热切割方法相比较，总的特点是切割速度快、质

量高。具体概括为如下几个方面。

由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能够

获得较好的切割质量。

①激光切割切口细窄，切缝两边平行并且与表面垂直，切割零

件的尺寸精度可达土05mm。

②切割表面光洁美观，表面粗糙度只有儿十微米，甚至激光切

割可以作为最后一道工序，无需机械加工，零部件可直接使用。

③材料经过激光切割后，热影响区宽度很小，切缝附近材料的

性能也几乎不受影响，并且工件变形小，切割精度高，切缝的几何形

状好，切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。激光切割、氯乙快切

割和等离子切割方法的比较见表1,切割材料为2mm厚的低碳钢板。

⑵切割效率高由于激光的传输特性，激光切割机上一般配有多

台数控工作台，整个切割过程可以全部实现数控。只需改变数控程序,

就可适用不同形状零件的切割，既可进行二维切割，又可实现三维切

割。

用功率为1200#的激光切割2mm厚的低碳钢板，切割速度可达

600cm/min；切割5i皿】厚的聚丙烯树脂板，切割速度可达1200cm/min。

材料在激光切割时不需要装夹固定，既可节省工装夹具，又节省了上、

下料的辅助时间。

激光切割时割炬与工件无接触，不存在工具的磨损。加工不同形

状的零件，不需要更换“刀具”，只需改变激光器的输出参数。激光

切割过程噪声低，无污染。

与氧乙焕切割和等离子切割比较，激光切割材料的种类多，包括

金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。

但是对于不同的材料，由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同,

表现出不同的激光切割适应性。采用C02激光器，各种材料的激光切

割性能见表2。

（6）缺点激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制，激光切

割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且随着工件厚度的增加，切

割速度明显下降。

激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度。这时

光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分，材料很快

加热至汽化程度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使

孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切边受热影响很小，基本没有工件变

形。

切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。钢切割时利用

氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料r同时帮助吹

走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气，棉、纸等易燃

材料切割使用惰性汽体。进入喷嘴的辅助汽体还能冷却聚焦透镜，防

止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。

大多数有机与无机材料都可以用激光切割。在工业制造系统占有

份量很重的金属加工业，许多金属材料，不管它是什么样的硬度，都

可以进行无变形切割。对高反射率材料，如金、银、铜和铝合金，它

们也是好的传热导体，因此激光切割很困难，甚至不能切割V激光切

割无毛刺、皱折、精度高，优于等离子切割。对许多机电制造行业来

说，由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺

寸的工件，它往往比冲切、模压工艺更被优先选用；尽管它加工速度

还慢于模抻，但它没有模具消耗，无须修埋模具，还节约更换模具时

间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，所以从总体上考虑是更

合算的。

激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点，把它应用于切割

有许多特点。激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内，可提

供⑴狭的直边割缝；⑵最小的邻近切边的热影响区；⑶极小的局部变

形。激光束对工件不施加任何力，它是无接触切割工具，这就意味着

⑴工件无机械变形；⑵无刀具磨损，也谈不上刀具的转换问题；⑶切

割材料无须考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切材料的硬度影

响，任何硬度的材料都可以切割。激光束可控性强，并有高的适应性

和柔性，因而⑴与自动化设备相结合很方便，容易实现切割过程自动

化；⑵由于不存在对切割工件的限制，激光束具有无限的仿形切割能

力；⑶与计算机结合，可整张板排料，节省材料。

与其它常规加工方法相比，激光切割具有更大的适应性。与其他

热切割方法相比，同样作为热切割过程，别的方法不能象激光束那样

作用于一个极小的区域，结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件

变形。激光能切割非金属，而其它热切割方法则不能。

大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器

人。激光切割作为一种精密的加工方法，几乎可以切割所有的材料，

包括薄金属板的二维切割或三维切割。

在汽车制造领域，小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得

广泛应用。德国大众汽车公司用功率为500北的激光器切割形状复杂

的车身薄板及各种曲面件。在航空航天领域，激光切割技术主要用于

特种航空材料的切割，如钛合金、铝合金、银合金、铝合金、不锈钢、

氧化镀、复合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航

天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、

机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。

激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用。不

仅可以切割硬度高、脆性大的材料r如氮化硅、陶瓷、石英等；还能

切割加工柔性材料，如布料、纸张、塑料板、橡胶等，如用激光进行

服装剪裁，可节约衣料10%〜12%,提高功效3倍以上。

该材料用氧气切割时会得到较好的结果。当用氧气作为加工气体

时，切割边缘会轻微氧化。对于厚度达4mm的板材，可以用氮气作为

加工气体进行高压切割。这种情况下，切割边缘不会被氧化。厚度在

10mm以上的板材，对激光器使用特殊极板并且在加工中给工件表面

涂油可以得到较好的效果。

在可以接受切割端面氧化的情况下可使用氧气；使用氮气以得到

无氧化无毛刺的边缘，就不需要再作处理了。在板材表面涂层油膜会

得到更好的穿孔效果，而不降低加工质量。

尽管有高反射率和热传导性，厚度6mm以下的铝材可以切割，这

取决于合金类型和激光器能力。当用氧切割时，切割表面粗糙而坚硬。

切割表面平滑。纯铝因为其高纯非常难切割，只有在系统上安装有“反

射吸收”装置的时侯才能切割铝材。否则反射会毁坏光学组件。

两种材料都具有高反射率和非常好的热传导性。厚度1mm以下的

黄铜可以用氮气切割；厚度2mm以下的铜可以切割，加工气体必须用

氧气。只有在系统上安装有“反射吸收”装置的时候才能切割铜和黄

铜。否则反射会毁坏光学组件。

切口宽度窄（一般为1一5nlm）、精度高（一般孔中心距误差1一4mm,

轮廓尺寸误差1—5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra为5—25um）,

切缝一般不需要再加工即可焊接。

例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳钢切割速度为6m/min；2mm

厚的不锈钢切割速度为5m/min,热影响区小，变形极小。

大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度

而言，C02激光切割不可能超过电加工；就切割厚度而言难以达到火

焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明：C02激光

切割己经和正在取代一部分传统的切割工艺方法，特别是各种非金属

材料的切割。它是发展迅速，应用日益广泛的一•种先进加工方法。

九十年代以来，由于中国社会主义市场经济的发展，企业间竞争

激烈，每个企业必须根据自身条件正确选择某些先进制造技术以提高

产品质量和生产效率。因此C02激光切割技术在中国获得了较快的发

展。

普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需

要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有

聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射

的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有

001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球

离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。

若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直

径将覆盖整个月球。

在激光发明前，人工光源中高压脉冲包灯的亮度最高，与太阳的

亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过流灯的几百亿倍。

因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发

射的光束在月球上产生的照度约为02勒克斯（光照度的单位），激

光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有

约一万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原

因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密

度自然极高。激光的亮度与阳光之间的比值是百力级的，而且它

是人类创造的。激光的颜色激光的颜色取决于激光的波长，而

波长取决于发出激光的活性物质，即被刺激后能产生激光的那种材料。

刺激红宝石就能产生深玫瑰色的激光束，它应用于医学领域，比如用

于皮肤病的治疗和外科手术。公认最贵重的气体之一的氮气能够产生

蓝绿色的激光