镀锌钢板激光切割工艺参数研究

雷伟斌，韩斌慧

(西安航空职业技术学院航空制造工程学院，陕西 西安 710089 )

基金项目：西安航空职业技术学院2019年度高层次人才启动金项目（19XHQDJ-001）

作者简介：雷伟斌（1979—），男，副教授，硕士，主要研究方向为机械制造与自动化、职业教育等, 80578858@qq.com.

摘要：采用YAG脉冲激光切割机切割1.5 mm厚镀锌钢板，运用单因素分析法，分别研究了切割速度、激光功率、离焦量对切缝宽度、挂渣厚度的影响规律，并确定了最佳工艺参数。结果表明：切割速度过大会出现切不透的现象；激光功率增大使切缝宽度增大；离焦量减小使挂渣厚度增加。单因素分析结果显示，激光切割1.5 mm厚镀锌钢板的最佳工艺参数为切割速度600 mm/min、切割功率400 W、离焦量-0.35 mm。

关键词：激光；切割；工艺参数；镀锌钢板

中图分类号：TG485      文献标识码：A      文章编号：2095-509X(2021)05-0108-03

镀锌钢板具有较强的防腐蚀能力，不仅因为锌可以在钢铁表面形成致密的保护层，而且具有阴极保护效果，当镀锌层破损时，仍能通过阴极保护作用来防止铁质母材腐蚀^［1］，因此镀锌钢板广泛应用于汽车制造、建筑、交通运输、家具制造等领域。对于较厚的镀锌钢板传统的切割方式很难满足切割质量和效率的要求，而激光切割技术具有速度快、精度高等优点，可以很好地弥补传统切割技术的不足。影响激光切割质量的因素较多，如切割速度、激光功率、离焦量、脉宽、频率等，若切割参数选择不当会使切割质量受到严重影响。孙建华等^［2］采用正交试验分析法对激光切割430不锈钢板材的参数进行优化，为提高切割质量和效率提供了参考；冯巧波等^［3］采用 YAG 脉冲激光切割机对1 mm厚的304不锈钢薄板进行切割试验，研究了电流、脉宽、切割速度等切割参数对304不锈钢薄板切割质量的影响，并得出了合理的切割参数；史尧臣等^［4］以1 mm厚1Gr17Mn6Ni5N薄钢板为研究对象，采用YAG激光对其进行切割，通过正交试验分析法系统地分析了激光功率、脉冲宽度、重复频率对激光切割薄钢板上下切缝宽度的影响规律，为激光切割参数的选取和优化提供了依据；魏同学^［5］采用光纤激光切割2 mm厚06Cr19Ni10不锈钢板，设置不同的激光功率、切割速度、离焦量等参数进行试验，最终得出合理的切割参数。

目前，国内外对不锈钢和铝合金的激光切割理论及工艺研究已较为成熟，但对于镀锌钢板的激光切割工艺研究较少。本文采用YAG激光切割1.5 mm厚镀锌钢板，分析切割速度、激光功率、离焦量等参数对切缝上下宽度、挂渣量、是否切透的影响，最后得出合理的工艺参数。