钣金加工技术手册：激光切割/折弯/焊接工艺参数详解
有一项成型加工技术，它针对的是金属板材，这种板材的厚度处于0.1到6毫米之间，它被称作钣金加工，其核心工序涵盖了激光切割，还有折弯，以及焊接，另外还有冲压，甚至包括表面处理，它在多个行业有广泛应用，像家电行业，还有汽车行业，以及电子行业，再加上建筑行业等。钣金加工的技术关键在于工艺参数能被精准控制，不同的板材厚度，还有不同的材质，所对应的参数有明显差异，这会直接对产品的尺寸精度产生影响，也会影响产品的表面质量，还会影响产品的力学性能。本文会详细解说三大核心工序的工艺参数，以及操作要点。
核心工序一：激光切割工艺参数与要点
激光切割，作为钣金加工的关键前置工序，借助带有高能量密度的激光束，对板材实施熔化或者汽化操作，以此达成精准切割，具备切割起来速度快、精度十分高、热变形相当小的显著优势，而其工艺所需的参数，得依据板材的材质、厚度来进行精准匹配：
碳钢切割参数，针对常用厚度1至6毫米，其一，激光功率方面，1毫米厚时选用300至500瓦，3毫米厚时选用800至1000瓦，6毫米厚时选用1500至2000瓦；其二，切割速度上，1毫米厚为10至15米每分钟，3毫米厚是3至5米每分钟，6毫米厚是1至2米每分钟；其三，辅助气体选用氧气，压力在0.3至0.6兆帕，这样能提升切割速度且氧化膜薄；其四，焦点位置在板材表面下方0.5至1毫米，以此确保切口平整。
2. 用于不锈钢切割的参数（其常用厚度处于1至4毫米这个范围），其中包括多方面情形：其一，激光功率方面，针对1毫米厚的不锈钢进行切割时，所选用的功率范围是500至800W，而对于3毫米厚不锈钢，选用的激光功率范围则是1000至1500W；其二，切割速度方面，切割1毫米厚不锈钢时速度为8至12m/min，切割3毫米厚不锈钢时速度为2至4m/min；其三，辅助气体方面，切割需选用氮气（氮气纯度要≥99.99%），其压力范围是0.5至0.8MPa，这样做的目的是避免切口出现氧化现象，从而获得光亮的表面状况；其四，焦点位置方面，强调焦点要处于板材表面，以此来减少热影响区域。
3. 对于铝合金切割参数（这里常用厚度是1至3mm），其一，激光功率方面，1mm厚的时候要选用800到1000W，3mm厚的时候则要选用1500到2000W；其二，切割速度上，1mm厚是5至8m/min，3mm厚是1至2m/min；其三，辅助气体要选用氮气，压力是0.6至0.9MPa，由于铝合金导热性良好所以需要高功率以及高气压来确保切割质量；其四，焦点位置呈焦点在于板材表面上方0.3至0.5mm 。
要点如下，其一，板材要固定得平整，以此来避免在切割过程当中出现振动。其二，需要定期去清理激光头镜片，目的是确保激光能量能够稳定。其三，当切割复杂图形之际，要合理去规划切割路径，防止因重复切割而致使热变形 。
核心工序二：折弯工艺参数与要点
折弯工序乃是把切割过后的钣金板材，借助折弯机模具弯曲成特定角度（0至180°），其工艺参数的核心部分是折弯半径、折弯角度以及折弯速度，这些参数需要依据板材的材质、厚度以及折弯需求来进行设定 。
这里是折弯半径的选择情况：折弯半径所指的是折弯处呈现的圆弧半径，要是过小就极易致使板材出现开裂情形，太过大会不利于装配精度。其中，碳钢（厚度是 t）的情况是：最小折弯半径需≥0.5t ；不锈钢的情况是：最小折弯半径要≥1.0t（因为不锈钢塑性不太好）；铝合金的情况是：最小折弯半径≥0.8t。举例来说，3mm厚的碳钢，其最小折弯半径是1.5mm 。
对于折弯角度补偿而言，因为金属板材具备弹性回复特性，所以实际折弯角度要比设计角度大1 - 5°，也就是补偿角度。不同材料的弹性回复率不一样，碳钢的弹性回复率小，为1 - 2°，不锈钢的弹性回复率大，是3 - 5°，铝合金处于两者之间，为2 - 3°。比如说，设计角度为90°的不锈钢板材，实际折弯角度需要设定成93 - 95°。
，3. 折弯速度跟压力：① 折弯速度：平常是5至15mm每秒，速度要是过快容易致使板材变形不均匀，要是过慢则影响效率；② 折弯压力：按照板材厚度以及宽度来计算，公式是P等于650乘以t的平方乘以L除以(R加t)（P是压力，t是厚度，L是折弯长度，R是折弯半径），压力要是不足就无法成型，压力要是过大容易损坏模具跟板材 。
折弯操作的要点如下：其一，模具选择方面，要依据折弯角度以及半径来挑选适宜的上模也就是冲头，还有下模也称凹模，其中下模开口宽度通常是板材厚度的6至10倍；其二，板材定位得精准，防止出现偏移进而致使角度产生偏差；其三，针对长板材进行折弯时，务必要保证折弯机工作台是平整的，压力是均匀的 。
核心工序三：焊接工艺参数与要点
把多个钣金零件连接成整体的工序是焊接，钣金加工常用的焊接工艺有氩弧焊，还有二氧化碳气体保护焊，以及点焊，不同工艺的参数不一样，适用场景也不同：
一是氩弧焊（TIG 焊），它适用于不锈钢，适用于铝合金，适用于薄板材，薄板材厚度是 0.5 至 3mm，其焊接质量高，其焊缝美观。参数设定方面：首先是焊接电流，0.5mm 厚时为 5 至 10A，2mm 厚时为 20 至 30A，3mm 厚时为 30 至 40A；其次是氩气流量，为 5 至 10L/min；再者是焊接速度，为 5 至 15mm/s；然后是电极伸出长度，为 3 至 5mm。操作要点为：焊接前需清理板材表面油污，焊接前需清理板材表面氧化膜，以此避免气孔；薄板材焊接要控制电流，以此避免烧穿。
适用于碳钢、低合金钢的二氧化碳气体保护焊（MAG焊），对于厚板材（厚为1至6毫米）而言，其焊接速度较快且效率较高。参数设定方面：其一，1毫米厚时焊接电流为30至50A，3毫米厚时为80至120A，6毫米厚时是150至200A；其二，焊接电压为18至24V（要与电流相匹配）；其三，二氧化碳流量为15至25L/min；其四，焊接速度为10至25mm/s。操作要点有：要保持焊枪与板材夹角在30至45°，以此避免焊缝夹渣；需控制焊接速度，从而避免未焊透。
3. 点焊，其适用于薄板搭接连接，薄板厚度是0.5至3mm的情况，像汽车车身、家电外壳这类，它焊接效率高，并且没有焊缝。参数设定方面：其一，焊接电流为1000至5000A，此要依据板材厚度予以调整；其二，焊接时间是0.1至0.5s；其三，电极压力为1至5MPa；其四，焊点间距一般是30至50mm。操作要点为：电极必须要定期打磨，以此确保接触良好；板材搭接间隙要小于等于0.2mm，防止出现虚焊。
钣金加工质量控制要点
激光切割公差小于等于正负零点一毫米，折弯角度公差小于等于正负零点五度，尺寸精度控制方面，用卡尺、角度尺、三坐标测量仪检测 ，表面质量控制上，切割切口不能有毛刺、挂渣，折弯不能有压痕、裂纹，焊接焊缝不可有气孔、夹渣、未焊透 ，力学性能控制要求，焊接接头抗拉强度要到母材强度的百分之八十以上，通过拉伸测试核准 。