烟台激光切割过程中如何防止发生脆性断裂

信息来源:www.ytjiguangqiege.com 发布时间：2026-01-23

烟台激光切割加工中，脆性断裂常见于高硬度、低韧性材料（如陶瓷、玻璃、硬质合金或淬火钢），其发生与热应力、材料缺陷及工艺参数密切相关。为防止脆性断裂，需从材料预处理、工艺优化及设备控制三方面综合施策，具体措施如下：
1. 材料预处理与质量管控
降低内部应力：对淬火钢等存在残余应力的材料，烟台激光切割前进行去应力退火处理，消除微观裂纹源。
表面质量检查：清除材料表面氧化皮、油污及划痕，避免局部缺陷成为断裂起点。
材料均匀性控制：确保材料成分与组织均匀，避免因硬度差异导致烟台激光切割时应力集中。
2. 工艺参数优化
降低热输入：
功率与速度匹配：采用高功率、高速度切割，减少热量在材料表面的停留时间，降低热影响区（HAZ）范围。
脉冲模式选择：对薄板或脆性材料，优先使用脉冲激光，通过间歇性加热减少热累积。
辅助气体控制：
使用高压氮气或氩气作为辅助气体，控制氧化反应，减少热应力；
调整气体流量与喷嘴高度，确保熔渣及时吹除，避免二次加热引发裂纹。
焦点位置调整：将焦点置于材料表面下方（负离焦），扩大光斑直径，分散热能，降低局部温度梯度。
3. 设备与操作管理
机械支撑设计：在烟台激光切割区域下方增加支撑装置，减少材料因重力或热变形产生的弯曲应力。
切割路径规划：避免尖锐转角或突然变向，采用圆弧过渡减少应力集中；对复杂图形，分段切割并预留连接点，最后断开。
实时监测与反馈：通过红外测温仪或应力传感器监控切割区域温度与应力变化，动态调整参数。
4. 后续处理与检测
切割后缓冷：对厚板或高脆性材料，切割完成后覆盖保温材料缓慢冷却，避免急冷导致热应力释放。
无损检测：采用荧光渗透或超声波检测切割边缘，及时发现微裂纹并修复。
原理：烟台激光切割加工过程中出现脆性断裂的本质是材料在热应力作用下，裂纹快速扩展导致断裂。通过控制热输入、均匀散热及减少缺陷，可显著降低断裂风险。



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