年激光器行业呈现出了万瓦激光器加速普及的趋势，万瓦激光快速以替代者身份打入厚板切割市场，光惠激光（GW）亦是此场万瓦激光器普及的深度推动者。近日，光惠激光协同立为激光前往徐州睢宁县徐工集团的配套厂商—江苏新优机械公司，实地探访激光万瓦切割加工厂的使用情况。该公司拥有最新的制造加工厂房，主要面向建筑工程、轨道交通、农业机械、零部件加工等行业客户，提供包括道路机动车辆、精密板材件、金属结构零部件和汽车制造等加工和服务。

光惠认为，千瓦到万瓦不仅仅是激光器功率的提升或模块的堆叠，更重要的是光束能量做到了一个新的阶段，必将带来终端应用工艺和产品格局的变革，主要表现在：加工速度的大幅提升、加工质量的大幅提升，归纳起来就是加工效率的革命性变化。在客户现场，不可思议的一幕发生了——用光惠激光产品切割出的工件双边锥度仅有13丝，接近“零锥度”！下游市场的破局方向就是利用万瓦激光替代传统等离子加工，进一步打开万瓦激光在厚板切割领域的应用市场，“零锥度”就是替代指标之一。目前国产万瓦激光的相关技术指标已经全面看齐国外知名企业，在国内市场高端领域开启进口替代走出了关键的一大步，光惠激光的5M系列万瓦nm激光器出货量位列行业前茅。

拥有多项“传统艺能”的5M系列万瓦多模激光器是怎么技压“群芳”、获得终端客户青睐的？其实，中厚板切割难点也比较多，除了激光器稳定性、解决切割效率外，切割质量的指标就有好几项，一般满足市场需求的有这么几项：切缝宽度、切面光洁度、切面锥度、热影响区、留边与共边等，其中切面“零锥度”是万瓦激光器交付追求的新标准。GW畅销的5M-12Kw~20Kw激光器不仅保证了切割后的各项质量指标、切面光洁度高，还能实现切割“零锥度”，这样高质量的切割工艺，GW是怎么做到的呢？

双方探讨激光切割工艺

一、什么是切面锥度？

“锥度”是指切面的倾斜度，零锥度就要保证切面垂直、平整无倾斜，我们用公式

L1-L2

（即切面和其平行面间的上下两边长度差的绝对值）来计算切面的锥度（用丝作为单位尺寸，1丝=0.01mm）；对切面锥度的影响有很多方面的因素，比如切割方向和速度、焦点位置和焦距、喷嘴特性、工件是否放置平整等，当然要追求这个切割质量指标，前提条件是采用高功率万瓦激光切割技术。

在高功率万瓦激光应用普及之前，加工碳钢中厚板通常用火焰切割、等离子切割、高压水切割等传统工艺，万瓦激光器问世后，逐步增加了切割各种厚板材的可能性，切割厚度从以前的25mm逐渐突破30mm、40mm、50mm，甚至更厚。随着激光技术不断成熟，切割速度更快、加工精度更高、切割效果更好的激光切割设备逐步开始赢得市场认可，最初激光切割碳钢中厚板采用的是大喷嘴氧气切割，这种工艺切割断面为磨砂面，切割速度较慢，所切工件锥度也较大。

光惠激光器与其他友商激光器切割效果对比图

二、如何实现高亮度、“零锥度”切割？

调整设备参数：①小喷嘴：小口径合适的喷嘴，1.0mm~2.0mm之间；②高功率：功率越高，能够切割的碳钢亮面极限厚度越大，效率也会明显提升；③控制气压：大部分在0.6~1.2Bar之间。传统低功率大喷嘴切割工艺双边锥度为0.4mm~1mm，万瓦高功率小喷嘴切割双边锥度0.2mm。

匹配功率合适的激光器：光惠激光5M系列万瓦级多模组12KW和20KW高功率光纤激光器，采用nm泵浦技术，电光转换效率大于42%，显著降低用电成本；自主知识产权的HBF技术（高亮度平顶模输出），具备卓越的厚板切割焊接性能。它的应用主要特点：一是实现垂直切割“零”锥度、二是技术兼容度高、转换效率高、三是切割面平整、亮度高。

光惠激光5M系列12KW光纤激光器

正在工作的GW5M系列20KW光纤激光器

在终端客户现场，我们分别看到了光惠激光5M-12KW和20KW激光器的切割效果，与运用其他友商的激光器切割出来的工件比较，它的切面垂直度（接近零锥度）和平整度优势很明显；从切割效果来看，光惠万瓦激光器进行切割工作时，可有效改善切割锥度，我们仅以光惠5M-20KW光纤激光器切割30mm厚度碳钢举例，光惠激光器产品对比友商产品切面双边锥度如下：

三、实现“零锥度”的杀手锏—高亮平顶（HBF）技术

高亮度平顶模分布（HBF）技术，其全称为High-BrightnessFlat-top，激光器发出的光斑内能量是呈高斯型分布的。什么是高斯型：光的分布为一个圆斑，中心处能量最强，向边缘方向能量逐渐减弱，就像刀具刃口的锋利程度。如图所示：

高斯光束和平顶光束能量分布图

实际上，能够有效利用的能量只有光斑大小，高斯光束能量的利用率是较低的，会产生过剩能量，光惠激光采用HBF技术，输出的光束拥有平坦的能量分布，大大提高了能量利用率。针对切割厚金属板材，获得更光滑更亮的切割面，光滑的切面方便客户后续加工，锥度能够控制在双边0.2mm以下。

结语

光惠合作伙伴立为激光销售负责人王宁光表示：从去年到今年，面对战战兢兢的经济大环境，机械加工制造行业仍稳定发展，万瓦市场出现风口，这些行业正是超高功率激光设备可以进入且必须进入的重要市场；去年乃至今年绝大多数的万瓦都堆积在钣金加工群体，还是困顿于中厚板材加工行业，但是可见的市场丰富需求驱动万瓦激光器向矿山机械、船舶制造、压力容器等行业拓展，进一步打开万瓦激光在厚板切割市场的应用，“零锥度”有个最直接的好处就是激光切割厚板一步到位顺便替代铣床作用。

光惠激光通过较强的技术积累、丰富的万瓦激光器产品线，全局考虑应用条件，有幸乘着万瓦快速普及的东风，在前两年积累的客户基础上，进一步提升万瓦激光器的产品性能和可靠性，重新定义“零锥度”交付新标准，进一步为制造业升级赋能。