文/大族激光智能装备集团

当前，万瓦风潮市场热度持续高涨，并快速席卷整个激光行业。高功率、高效率、高质量的万瓦超高功率激光切割技术为大势所趋，市场所向。大族激光智能装备集团（以下简称“大族激光”）作为激光智能装备及自动化普及应用的行业先锋，致力于让激光走进生活，改变世界，智创工业互联。2024 年6 月19日，大族激光首台150kW超高功率、超大幅面激光切割机交付，如图1 所示，正式开启全球超高功率激光切割工业应用全新时代。

拥有万瓦，领跑未来

一般而言，中厚板是指厚度为10 ～25mm 的钢板，厚板是指厚度为25 ～60mm 的钢板，特厚板是指厚度超过60mm 的钢板。金属中厚板具有较高的综合机械性能，广泛应用于建筑、桥梁、船舶、工程机械、核电、铁路等行业领域。近年来我国船舶制造、工程机械、钢结构、风力发电机组等行业持续火热，需求强劲，厚板市场呈现出稳步增长的趋势。然而，厚板加工难题一直制约着制造业的发展，如碳钢厚板穿孔问题、切割面质量问题、加工稳定性问题及批量加工效率问题等，而传统的加工方法很难满足当前高端制造、绿色制造、智能制造的需求。

2009 年，大族激光推出的第一台光纤激光切割机，具有切割速度快、切割精度高、热影响小等特点，适合用于切割薄板。等离子与火焰切割在切割厚度上存在一定优势，但同时也存在加工效率低、精度差、材料浪费严重等问题。在工业技术与激光核心器件国产化的不断发展下，光纤激光切割机功率越来越高，切割速度越来越快，切割厚度也不断实现突破。

而随着大族激光30kW、40kW、50kW、60kW，甚至80kW 超高功率激光切割机的陆续推出，如图2 所示，对中厚板的加工优势表现得越来越突出，已可以部分替代或完全替代等离子和火焰切割。首先在切割质量上，大族激光超高功率激光切割机的精度可以达到0.5mm 以内，锥度实现1°以下，断面垂直割缝精度达到0.3 ～1.0mm，而等离子切割设备的切割精度一般为1 ～2mm，锥度为1.5°，割缝精度为3 ～5mm，质量难以达到要求，往往需要进行二次加工。超高功率激光切割对比等离子切割，切割精度高，切割热影响区小，板材变形小，锥度小，切割面可以直接用于焊接，不需要打磨，省去二次加工成本，大幅提升了产品品质。

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在切割中厚板的效率上，超高功率激光切割机对等离子和火焰切割形成了“降维打击”。以切割25mm 碳钢为例，等离子切割速度大致为2.1m/min，而大族激光60kW 超高功率激光切割机Mix-M 的切割速度为7.5m/min，80kW 超高功率激光切割机Mix-M 的切割速度更是达到了9.5m/min。再以切割40mm 高强钢为例，等离子切割速度一般在0.7 ～1.0m/min，大族激光80kW 超高功率激光切割机Mix-M 的切割速度可达4.0 ～4.5m/min，效率提升了数倍之多。另外，在切割厚度上，大族激光60kW、80kW 超高功率激光切割机已经实现了对厚度100mm 以下不锈钢板的批量、稳定切割。

随着万瓦激光切割机的普及，同时在高效、环保的迫切需求下，万瓦激光切割机逐渐替代等离子和火焰切割，成为中厚板切割的“中流砥柱”，同时也成为了船舶制造、重工、钢构、轨道交通等众多行业提质增效、转型升级的“最强辅助”。

150kW 超高功率激光切割机释放高能生产力

60kW、80kW 超高功率激光切割机的相继应用，为大族激光实现更高功率应用打下了坚实基础，为此，150kW 超高功率激光切割机应运而生。2024 年6 月19 日，大族激光首台150kW 超高功率、超大幅面激光切割机交付东进自动化设备有限公司，为其大幅面厚板切割带来空前的效率提升及全新的加工体验。

更高的激光切割功率对切割机的机械性能要求更高，大族激光立足高功率激光切割技术，对超高功率核心器件与机械结构的匹配性和适应性进行持续研究，最终实现了LFA-150kW 超高功率加工切割机稳定、高效的生产加工。

首先，LFA-150kW 超高功率激光切割机床身采用高刚性大截面尺寸结构，选用优质钢材成形。钢板经折弯后镶嵌焊接，通过有限元分析优化后，分别在内部的横向和纵向镶嵌焊接筋板，退火后粗加工，经振动时效后再精加工，最后精密对接而成，精度非常高。

其次，LFA-150kW 超高功率激光切割机的横梁采用了高强度挤压铝梁，经有限元分析优化，内腔设计有效分散了内外部应力，更轻，动态性能更好；横梁与左右托板连接采用自适应伸缩结构，保证超高功率、大幅面激光切割机在不同环境中长期切割的稳定性。

再次，LFA-150kW 超高功率激光切割机切割平台采用标准化、模块化组装，工作台与机床床身采用完全分离的设计，既能规避超高功率激光切割产生的热影响，又能有效地避免重板上下料时产生的冲击和振动。另外，在Z 轴齿轮齿条、横梁导轨、抽风除尘结构等多处细节也做了特殊处理，满足了超高功率、大幅面激光切割更加苛刻的加工要求。

除此之外，LFA-150kW 超高功率激光切割机采用的是大族激光自主研发的HAN′S 数控系统，系统插补周期不大于0.5ms，具有完整的万瓦级切割专家工艺数据库，拥有零秒穿孔、厚板稳定切割、低气压切割、洁净切割等多种独特工艺技术；在切割过程中，可在人性化的专家库参数界面实时修改切割工艺参数，实时显示切割速度、功率、气压、焦点、喷嘴高度等切割工艺参数。

结束语

150kW 超高功率激光切割机“软硬兼施”，不仅解决了激光切割碳钢、不锈钢板材厚度受限问题，而且将特厚不锈钢空气切割、特厚碳钢氧气负焦切割厚度提升至400mm以上，如图3 所示，也解决了特厚板的批量稳定切割问题。与60kW 高功率激光切割机相比，其切割50 ～100mm碳钢、不锈钢的速度提升了3 ～5 倍，在批量生产的加工效率方面更有优势。150kW 超高功率激光切割机具备切割效率高、切割质量好、材料利用率高、运转成本低、安全环保等诸多优势，进一步实现了对等离子切割、火焰切割、高压水切割等传统高污染、高能耗切割工艺的全面替代，必将成为船舶、钢构、工程机械、能源电力、轨道交通等制造业转型升级的关键手段及最可靠助力。