冷轧产线硅钢激光高速切边实验研究

辛立军，王智勇

（北京工业大学激光工程研究院，北京100124）

硅钢是制造变压器、继电器等机电和电子产品的重要材料，具有良好的磁性能和较高的硅含量，是电力、电子和军事工业不可缺少的重要材料。精整工序是保证冷轧产品质量的关键环节之一，即利用圆盘剪沿着冷轧硅钢片的轧制方向，把一定宽度的硅钢片板料，按所需宽度剪切成各种条料，以供横剪之用。由于工具直接压在加工物上，存在切口边缘有微裂纹和应力的问题，还有毛刺和边浪等缺陷；此外，由于工作时刃口部分承受冲击力、剪切力和弯曲力，还受到硅钢板的挤压和摩擦，极易造成刃口磨损、裂纹或崩刃，从而导致失效。

本文针对现有冷轧硅钢产线圆盘剪切边存在的切边质量差、刀具磨损严重等一系列问题，对不同激光加工参数下的激光高速切边进行了理论及实验研究。

1 实验材料与设备

实验选用板厚0.3 mm的冷轧硅钢作为试样材料，其化学成分见表1。

激光切割实验设备采用YLS-6000和YLS-3000-SM高功率光纤激光器，YLS-6000采用的光纤芯径为150 μm，切割头型号为Precitec AK HP SSL，准直镜焦距100 mm，聚焦镜焦距125 mm，喷嘴孔径1 mm。

表1 硅钢的化学成分

2 实验结果与分析

2.1 激光功率影响

图1是切割速度随激光功率的变化曲线。随着激光功率的增加，切割速度随之增加。若保持切割速度不变，切割功率对切割质量的影响呈倒抛物线变化趋势。即激光功率较小时，切缝不易切透，熔渣停留在切缝中，造成切割质量较差；随着激光功率的增加，切缝变宽，切割质量提高；……