陈 博，宫 静

(1.西安工程大学 工程训练中心，陕西 西安 710600 2.浙江零跑科技股份有限公司，浙江 杭州 310051)

0 引言

不锈钢材料由于具备良好的物理、力学性能而被广泛应用于航空、医疗、化工、船舶等领域。然而，导热系数低、弹性模量大等缺点又使得不锈钢的机械加工存在着诸多问题[1]。作为典型的光、机、电一体化技术，激光切割以高能光束替代传统刀具，在加工过程中激光器与工件不接触，无切削力产生，具有工装简单、工件变形小、切割质量好、加工效率高等优点[2]。

关于激光切割工艺参数的优化问题，陈宇翔等[3]、赵三军等[4]、张威等[5]及吴辰[6]分别以GH3128高温合金、8 mm厚锰钢、2198铝锂合金、TC4钛合金板材为对象，研究了不同工艺参数对激光切割质量指标的影响规律，给出了工艺参数的最优组合。本文作者基于响应面法(RSM)设计实验，以激光功率、切割速度、离焦量、辅助气体压力为自变量，以挂渣量、切缝宽度、表面粗糙度为响应目标，建立了304不锈钢激光切割质量指标预测模型，为不锈钢材料的激光切割工艺参数优化，及质量控制积累了实验依据。

1 实验条件

实验设备为如图1所示的ZT-G-1100M型光纤金属激光切割机，波长1 064 nm，最大输出功率1 100 W。辅助气体为纯度99.6%的氮气。实验材料选用2 mm厚的304不锈钢薄板。为方便数据测量，将切割样件设计为如图2所示的尺寸。

图2 样件尺寸

2 实验设计

RSM是优化随机过程的统计学实验方法。与常见的单因素和正交法相比，RSM考虑了因素间的交互作用，能够得到精度更高的回归方程[7]。……