激光切割培訓(xùn)試題及答案一、單選題（每題2分，共30分）1.在CO?激光切割系統(tǒng)中，決定光束焦深（Rayleigh長(zhǎng)度）的核心光學(xué)參數(shù)是A.激光功率B.光束質(zhì)量因子M2C.噴嘴孔徑D.輔助氣體壓力答案：B解析：焦深z_R=πw?2/λ，其中w?與M2成正比，M2越大焦深越短，故選B。2.使用1.5kW單模光纖激光切割2mm不銹鋼時(shí)，出現(xiàn)底部掛渣且斷面發(fā)藍(lán)，最優(yōu)先調(diào)整的參數(shù)是A.降低脈沖頻率B.提高切割速度20%C.將焦點(diǎn)位置由表面下0.5mm移至表面下1.2mmD.將氧氣輔助改為氮?dú)獯鸢福篊解析：斷面發(fā)藍(lán)說(shuō)明熱輸入過(guò)大，掛渣說(shuō)明底部能量不足；焦點(diǎn)下移可增大底部功率密度，減少熱影響區(qū)，故C最優(yōu)先。3.激光切割鋁箔（0.05mm）時(shí)頻繁燒邊，下列措施中無(wú)效的是A.改用脈沖模式，占空比15%B.采用同軸負(fù)壓吸渣裝置C.將噴嘴孔徑由1.5mm減至0.8mmD.將輔助氣體由空氣改為純氧答案：D解析：氧與鋁反應(yīng)放熱會(huì)加劇燒邊，故D無(wú)效。4.在激光切割碳鋼厚板（20mm）時(shí)，若采用“功率爬坡”策略，其目的是A.減少等離子體屏蔽B.避免起始穿孔飛濺堵塞噴嘴C.降低光束偏振損耗D.提高表面粗糙度Ra答案：B解析：厚板穿孔階段熔渣量大，功率爬坡可逐步擴(kuò)大孔徑，減少飛濺反噴，故選B。5.激光切割過(guò)程中，使用電容式調(diào)高器（CNC跟隨）時(shí)，若板材突然翹起，系統(tǒng)最先出現(xiàn)的報(bào)警是A.“碰撞報(bào)警”B.“電容信號(hào)丟失”C.“伺服過(guò)載”D.“氣體流量不足”答案：B解析：翹起導(dǎo)致噴嘴板間距突變，電容值瞬間超量程，控制器判定信號(hào)丟失，故B最先。6.對(duì)于光纖激光器，QBH接頭處回反光超過(guò)多少時(shí)，激光器會(huì)強(qiáng)制關(guān)閉？A.5%B.10%C.20%D.30%答案：B解析：主流廠商設(shè)定回反≥10%即觸發(fā)保護(hù)，避免燒毀泵浦模塊。7.在激光切割銅箔（0.1mm）時(shí)，斷面出現(xiàn)周期性波浪紋，頻率與進(jìn)給軸絲杠導(dǎo)程一致，最可能的原因是A.伺服電機(jī)諧振B.直線導(dǎo)軌滑塊破損C.絲杠螺母背隙D.光束偏振方向變化答案：C解析：背隙導(dǎo)致軸向周期性失步，切割軌跡呈波浪，故選C。8.激光切割亞克力（PMMA，10mm）時(shí)，若要求底面邊緣無(wú)錐度，最佳策略是A.單次切割，焦點(diǎn)位于板厚中心B.兩次切割：第一次切深7mm，焦點(diǎn)在表面下3mm；第二次切透，焦點(diǎn)在表面下8mmC.采用螺旋切割路徑D.提高輔助氣體壓力至25bar答案：B解析：亞克力導(dǎo)熱差，單次切割熱累積大，錐度明顯；兩次切割可分散熱輸入，第二次焦點(diǎn)深可減小后拖角，故B最佳。9.在激光切割過(guò)程中，若噴嘴出口處出現(xiàn)“雙弧”現(xiàn)象，其直接危害是A.切割面粗糙度增大B.激光功率下降C.噴嘴端面燒蝕D.電容調(diào)高誤動(dòng)作答案：C解析：雙弧意味著等離子體在噴嘴口二次放電，高溫?zé)g銅噴嘴，故C直接。10.使用氮?dú)馇懈畈讳P鋼時(shí)，氣體純度由99.9%降至99.5%，最直觀的變化是A.底部毛刺增多B.切割速度提高5%C.表面顏色變白D.掛渣減少答案：A解析：氧含量升高導(dǎo)致端面氧化，熔渣粘度增加，毛刺明顯，故A。11.激光切割6mm鋁板的推薦噴嘴孔徑與氣體壓力組合為A.1.0mm，8barB.1.5mm，12barC.2.0mm，20barD.2.5mm，6bar答案：B解析：鋁反射率高，需大孔徑+高壓氮?dú)獯底呷墼?.5mm+12bar為經(jīng)驗(yàn)最優(yōu)區(qū)間。12.在激光切割編程中，引入“微連接”（Microjoint）的主要目的是A.減少加工時(shí)間B.防止小零件傾斜掉落C.降低熱變形D.提高轉(zhuǎn)角精度答案：B解析：微連接使零件與骨架保留0.1mm未切斷，避免氣流吹跑，故B。13.激光切割過(guò)程中，若輔助氣體由氮?dú)馇袚Q為空氣，切割速度對(duì)碳鋼的影響是A.提高10%~20%B.降低30%C.基本不變D.提高50%以上答案：A解析：空氣中氧參與放熱反應(yīng)，可提高碳鋼切割速度約10%~20%，但斷面質(zhì)量下降。14.在激光切割機(jī)保養(yǎng)中，鏡片“熱透鏡效應(yīng)”檢測(cè)的常用方法是A.紅外熱像儀B.激光功率計(jì)C.光束分析儀（ModeCheck）D.丙烷火焰灼燒答案：C解析：熱透鏡導(dǎo)致焦點(diǎn)漂移，光束分析儀可直接觀測(cè)模式變化，故C。15.激光切割1mm鍍鋅鋼板，若出現(xiàn)底部白銹痕跡，最可能的原因是A.鋅層汽化不完全B.氮?dú)夂扛逤.切割速度過(guò)快D.焦點(diǎn)過(guò)高答案：B解析：水分與高溫鋅反應(yīng)生成ZnO·H?O白銹，故B。二、多選題（每題3分，共30分；多選少選均不得分）16.下列哪些措施可有效抑制激光切割不銹鋼時(shí)的“等離子體云”？A.降低噴嘴板間距至0.3mmB.使用2.5bar低壓氧氣C.采用脈沖激光，峰值功率10kWD.在噴嘴出口加陶瓷環(huán)E.提高切割速度30%答案：A、C、E解析：短間距可快速吹走等離子體；脈沖模式降低平均功率；高速減少能量累積，均有效。低壓氧與陶瓷環(huán)對(duì)等離子體抑制無(wú)直接幫助。17.關(guān)于激光切割碳鋼厚板“氧氣孔”質(zhì)量缺陷，下列說(shuō)法正確的是A.孔口呈圓形且邊緣光滑即為優(yōu)質(zhì)孔B.孔底熔渣厚度應(yīng)小于0.1mmC.孔錐度應(yīng)小于1°D.穿孔時(shí)間越短越好，無(wú)需考慮飛濺E.孔口直徑應(yīng)控制在0.3~0.5mm答案：B、C、E解析：A忽略孔底質(zhì)量；D忽視飛濺對(duì)鏡片危害；B、C、E為行業(yè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。18.激光切割過(guò)程中，導(dǎo)致“底部毛刺”的機(jī)械因素有A.噴嘴偏心B.直線導(dǎo)軌平行度超差0.05mmC.伺服電機(jī)增益過(guò)大D.陶瓷環(huán)破裂E.鏡片鍍膜損傷答案：A、B、D解析：C、E主要影響軌跡精度與光束質(zhì)量，非直接機(jī)械毛刺因素。19.在激光切割機(jī)日常點(diǎn)檢中，必須每日檢查的項(xiàng)目包括A.冷卻水水位B.鏡片潔凈度C.伺服電池電壓D.氣體濾芯壓差E.機(jī)床水平答案：A、B、D解析：C為年度保養(yǎng)；E為季度項(xiàng)目。20.關(guān)于激光切割銅反射的防護(hù)措施，正確的有A.使用抗高反激光器（背反光隔離器）B.銅板表面預(yù)涂石墨層C.切割時(shí)先開氧氣再出光D.采用“慢速穿孔+高速切割”策略E.噴嘴選用雙層錐形結(jié)構(gòu)答案：A、B、D解析：C氧氣會(huì)加劇反射；E雙層噴嘴主要用于高壓氮?dú)馇懈畈讳P鋼，對(duì)防反效果有限。21.激光切割亞克力時(shí)，產(chǎn)生“火焰”的原因有A.焦點(diǎn)過(guò)低B.空氣作為輔助氣體C.切割速度過(guò)慢D.鏡片污染E.使用CO?激光器答案：A、B、C解析：D、E與火焰無(wú)直接因果；慢速+空氣+低焦點(diǎn)導(dǎo)致聚合物裂解氣體燃燒。22.下列哪些情況會(huì)導(dǎo)致激光切割不銹鋼斷面出現(xiàn)“條紋”？A.噴嘴孔徑磨損+0.2mmB.步進(jìn)電機(jī)丟步C.脈沖頻率與進(jìn)給不匹配D.偏振方向與切割方向夾角45°E.氣體純度下降答案：A、C、D解析：B導(dǎo)致輪廓變形；E主要產(chǎn)生氧化色；A、C、D直接產(chǎn)生周期性條紋。23.激光切割過(guò)程中，若調(diào)高器顯示“電容值漂移>5%”，可能原因有A.噴嘴松動(dòng)B.陶瓷環(huán)積碳C.板材表面覆膜D.環(huán)境濕度>80%E.伺服編碼器故障答案：A、B、C解析：D對(duì)電容影響微??；E與位置環(huán)相關(guān)，與電容檢測(cè)無(wú)關(guān)。24.關(guān)于激光切割“無(wú)渣工藝”參數(shù)窗口，下列組合可行的是A.2kW光纖激光，6mm碳鋼，氧1bar，速度1.2m/minB.3kWCO?激光，8mm不銹鋼，氮15bar，速度0.8m/minC.4kW光纖激光，10mm鋁，氮18bar，速度2m/minD.1kW光纖激光，3mm銅，氮12bar，速度0.5m/minE.6kW光纖激光，20mm碳鋼，氧0.8bar，速度0.4m/min答案：A、B、E解析：C鋁速度過(guò)高；D功率不足；A、B、E經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可實(shí)現(xiàn)無(wú)渣。25.激光切割機(jī)年度保養(yǎng)中，必須更換的耗材有A.伺服電機(jī)軸承潤(rùn)滑脂B.冷水機(jī)去離子樹脂C.氣體管路不銹鋼編織管D.激光器防塵網(wǎng)E.鏡片O型圈答案：A、B、D、E解析：C為耐用件，無(wú)老化無(wú)需年度更換。三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）26.激光切割鍍鋅鋼板時(shí)，鋅蒸汽對(duì)人體無(wú)害，無(wú)需額外抽風(fēng)。答案：×解析：鋅蒸汽可引起“金屬煙熱”，必須強(qiáng)力抽風(fēng)。27.使用CO?激光切割PET薄膜（0.05mm）時(shí)，采用氮?dú)饪煞乐惯吘壈l(fā)黃。答案：√解析：氮?dú)飧艚^氧，抑制PET熱氧化變色。28.光纖激光器的光束質(zhì)量M2理論上可小于1。答案：×解析：衍射極限M2≥1，單模接近1但不可小于。29.激光切割過(guò)程中，噴嘴與鏡片之間的距離越短，切割質(zhì)量越好。答案：×解析：過(guò)短易使飛濺污染鏡片，需保持合理距離。30.在激光切割編程中，引入“引線”可有效避免穿孔飛濺影響輪廓。答案：√解析：引線將穿孔點(diǎn)移至廢料區(qū)，保證輪廓完整。31.激光切割不銹鋼時(shí)，使用高壓空氣可獲得與氮?dú)庀嗤你y白斷面。答案：×解析：空氣中氧會(huì)使斷面發(fā)灰，無(wú)法銀白。32.激光切割機(jī)的伺服電機(jī)編碼器為絕對(duì)式時(shí)，斷電后無(wú)需回零。答案：√解析：絕對(duì)式編碼器記錄當(dāng)前位置，上電即可工作。33.激光切割銅板時(shí)，采用“反吹”功能可減少掛渣。答案：√解析：反吹在切割結(jié)束時(shí)瞬間反向吹氣，清除殘留熔渣。34.激光切割過(guò)程中，若冷卻水溫度設(shè)定過(guò)低（10°C），可防止鏡片熱透鏡。答案：×解析：過(guò)低易結(jié)露，導(dǎo)致鏡片污染甚至破裂。35.激光切割碳鋼時(shí)，氧氣純度越高，切割速度越快，但邊緣錐度越大。答案：√解析：高純氧提高氧化反應(yīng)速度，但各向同性燒蝕加劇錐度。四、填空題（每空2分，共20分）36.激光切割不銹鋼時(shí)，若采用氮?dú)庾鳛檩o助氣體，氣體純度應(yīng)不低于________%，露點(diǎn)低于________℃。答案：99.9，40解析：高純低露點(diǎn)防止氧化與水汽污染。37.在激光切割機(jī)中，常用的Z軸跟隨速度（空程）一般設(shè)定為________m/min，最大加速度為________m/s2。答案：20，10解析：保證高速跟隨又不產(chǎn)生機(jī)械沖擊。38.激光切割6mm碳鋼時(shí)，若使用2kWCO?激光，最佳焦點(diǎn)直徑約為________mm，對(duì)應(yīng)瑞利長(zhǎng)度約為________mm。答案：0.2，2.5解析：經(jīng)驗(yàn)值，兼顧速度與錐度。39.激光切割過(guò)程中，噴嘴孔徑與板厚的經(jīng)驗(yàn)比例關(guān)系為d(mm)=________×t(mm)+________。答案：0.2，0.5解析：t為板厚，d最小不低于0.8mm。40.激光切割機(jī)冷水機(jī)循環(huán)水推薦使用________%乙二醇+________%去離子水，防凍且防腐蝕。答案：30，70解析：15℃防凍，電導(dǎo)率<5μS/cm。五、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）41.簡(jiǎn)述激光切割不銹鋼厚板（≥10mm）時(shí)“無(wú)渣工藝”的關(guān)鍵控制要點(diǎn)，并給出參數(shù)優(yōu)化思路。答案：1.選用6kW以上單模光纖激光，保證底部功率密度>5×10?W/cm2；2.氮?dú)饧兌取?9.999%，流量>50m3/h，噴嘴孔徑3.0mm，壓力18~20bar；3.焦點(diǎn)位置分階段：穿孔階段焦點(diǎn)8mm，切割階段焦點(diǎn)12mm（板厚中心偏下），利用長(zhǎng)焦深補(bǔ)償錐度；4.速度梯度控制：起始0.3m/min，逐步爬升至0.6m/min，避免熱累積；5.引入“雙氣壓”策略：穿孔20bar，切割降至15bar，減少湍流；6.使用抗高反激光器，背反光隔離>30dB，避免鏡片損傷；7.每周檢查鏡片熱透鏡，漂移>0.5mm即更換；8.采用“預(yù)氧化”工藝，表面刷5μm石墨涂層，可提高吸光率10%，降低底部掛渣。解析：無(wú)渣核心在于高功率+高壓氮+深焦點(diǎn)+速度匹配，任何一項(xiàng)失衡均導(dǎo)致熔渣殘留。42.激光切割過(guò)程中出現(xiàn)“底部毛刺”缺陷，請(qǐng)列出系統(tǒng)排查流程圖，并說(shuō)明每一步的檢測(cè)方法與判定標(biāo)準(zhǔn)。答案：流程圖：1.外觀檢查→2.噴嘴對(duì)中→3.焦點(diǎn)位置→4.氣體參數(shù)→5.機(jī)械精度→6.鏡片狀態(tài)→7.材料因素→8.參數(shù)優(yōu)化驗(yàn)證。檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)：1.10×放大鏡觀測(cè)毛刺高度，合格<0.1mm；2.紅光指示器對(duì)中，偏心<0.05mm；3.不銹鋼絲法測(cè)焦點(diǎn)，漂移<±0.2mm；4.流量計(jì)校準(zhǔn)，誤差<3%；露點(diǎn)儀40℃；5.激光干涉儀測(cè)導(dǎo)軌直線度，每米<0.02mm；6.光束分析儀測(cè)模式，TEM00能量占比>85%；7.材料成分光譜儀，碳含量<0.2%；8.正交試驗(yàn)法，三因素三水平，信噪比>30dB判定優(yōu)化成功。解析：系統(tǒng)排查可避免盲目調(diào)參，縮短停機(jī)時(shí)間50%以上。43.激光切割機(jī)年度保養(yǎng)需對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行“增益調(diào)整”，請(qǐng)寫出完整步驟，并給出增益過(guò)大與過(guò)小的典型故障現(xiàn)象。答案：步驟：1.備份原增益參數(shù)；2.空載JOG運(yùn)行，觀察電流波形，確保無(wú)振蕩；3.使用伺服調(diào)試軟件，輸入階躍信號(hào)，記錄位置誤差；4.逐步增大速度環(huán)增益Kvp，直至出現(xiàn)5%超調(diào)，回退10%；5.增大位置環(huán)增益Kpp，直至誤差<1μm，無(wú)嘯叫；6.加載切割程序，圓度測(cè)試，Φ50mm圓，實(shí)測(cè)圓度<0.03mm；7.寫入FLASH，貼封條。增益過(guò)大：電機(jī)嘯叫、輪廓圓度超差、反向過(guò)切0.1mm。增益過(guò)?。旱退倥佬?、拐角延時(shí)、尺寸偏小0.2mm。解析：合理增益可兼顧動(dòng)態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)定性，提升輪廓精度20%。六、計(jì)算題（每題15分，共30分）44.已知光纖激光器輸出功率P=3kW，光束質(zhì)量M2=1.2，波長(zhǎng)λ=1.07μm，聚焦鏡焦距f=200mm，準(zhǔn)直鏡焦距f?=100mm，初始光束直徑D?=10