惠山区瀚淼金属制品厂

三维激光切割铝合金覆盖件时，需从以下方面控制热变形与精度：

• 激光功率与切割速度匹配

• 针对 6061 - T6 铝合金（厚度 2 - 4mm），选用 3000 - 5000W 光纤激光器，切割速度随厚度调整：2mm 板速设为 8 - 10m/min，4mm 板降至 4 - 6m/min，使热输入量控制在 10 - 15J/mm²，避免局部过热导致的翘曲（变形量≤0.3mm）。

• 采用脉冲切割模式（频率 50 - 100Hz，占空比 30% - 50%），通过 “断续加热 - 冷却” 减少热累积，配合同轴吹气（氮气压力 0.8 - 1.2MPa）快速带走熔渣，切口热影响区宽度≤0.1mm。

• 工装夹具与路径规划

• 设计弹性支撑夹具，接触点采用硅胶垫（硬度邵氏 50A），通过真空吸附（负压≥80kPa）固定工件，限制 6 个自由度的同时减少刚性约束引起的应力集中，使切割后残余应力降低 40% 以上。

• 切割路径遵循 “先内后外、先小后大” 原则：优先切割内部孔槽，再加工外形轮廓；复杂曲线段采用分段微连割（微连接宽度 0.2 - 0.3mm），切割完成后人工掰断微连接，避免连续切割导致的累积变形。

• 辅助冷却与精度补偿

• 采用水冷主轴（水温 20±2℃）控制激光头温度，同时在工件背面布置雾化冷却装置（乙醇水溶液，雾化颗粒直径≤50μm），使切割区温度场均匀性提升 30%，切口垂直度偏差≤1°。

• 利用三维视觉扫描（精度 ±0.05mm）获取工件初始变形数据，通过 CAM 软件生成补偿轨迹（X/Y 轴补偿量 0.1 - 0.2mm，Z 轴 0.05 - 0.1mm），修正热变形导致的切割偏差，最终轮廓精度达 ±0.1mm。

• 典型缺陷控制案例
  | 缺陷类型 | 优化措施 | 效果 |
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  | 圆角处过烧 | 降低拐角切割速度（至正常速度的 60%），增加拐角处脉冲频率至 150Hz | 圆角半径偏差≤0.05mm |
  | 薄壁件波浪变形 | 采用 “之字形” 切割路径，相邻轨迹间隔 2 - 3mm，分步释放应力 | 波浪高度≤0.2mm |
  | 切缝毛刺残留 | 提升吹气压力至 1.5MPa，加装后置去毛刺激光（功率 500W）同步清理 | 毛刺高度≤0.03mm |