光纤激光切割有其独特的优势:切割质量好、切割效率高、切割速度快、非接触式切割、范围广、清洁安全无污染,在市场中短短几年内得到广泛认可。国内小品牌层层叠出,国内目前激光切割技术缺乏创新,由于工艺参数复杂,在大多数工厂中技术人员都是依据经验调整参数,工作效率低下,而且众多企业没有行业标准,产品质量得不到严格的把控,良莠不齐。本文在研究国内外激光切割工艺现状的基础上,建立了ANSYS有限元模型,对激光切割不锈钢薄板时温度场分布、应力场分布及它们的变化规律做了仿真研究。并且做了现场切割实验,通过测得的切割指标数据与仿真分析做了对照,验证了仿真分析的可靠性,总结了切割规律,得到切割不锈钢薄板的最优参数。具体内容如下:首先,根据能量传递建立激光切割数学模型,通过ANSYS仿真软件建立了激光切割不锈钢过程的有限元模型,利用APDL编程语言得到温度场分布及变化规律。通过间接法求出应力场分布及变化规律并添加了生死单元技术,实现了随着切割头移动金属融化并被吹除的过程仿真。发现在切割头前进方向温度和应力都存在集中现象,激光传递在板材内部呈斗形照射,且光纤激光切割存在光束集中现象。其次,在有限元模型温度场分析的基础上,通过APDL编程语言改变参数,分别分析了切割速度、切割功率及板厚变化下对温度场的影响规律,并结合机理分析了其对切割指标的影响。研究得出切割速度过快、功率过小、板材过厚时都会使材料接收的温度达不到其熔点,底层不能得到完全融化从而导致工件切不透,另外速度过慢时,切缝内壁不断得到照射,使得熔融的金属在来不及被辅助气体吹走的情况下,会导致挂渣形成,功率过大会使切割区温度急剧增高,融化半径变大导致切缝变宽及融滴形成,板材过薄时切缝变宽,切缝不规则。最后,利用光纤激光切割机对1mm、2mm、3mm厚度的304不锈钢进行切割,测量挂渣量高度、粗糙度,并利用超景深显微镜测量条纹间距和切缝宽度。实验结果验证了仿真分析的可靠性。并通过响应曲面法得到焦点和功率是影响挂渣量的主要因素;功率和板厚是影响切缝宽度的主要因素;功率和焦点是影响粗糙度的主要因素;气压和功率是影响条纹间距的主要因素。在仿真和实验研究的基础上,最终得到切割板材的最优参数。同时利用最优参数作为仿真分析的工艺参数代入进行分析,结果表明仿真分析模型具有一定的可靠性。