随着节能减排和结构轻量化要求的提高,轻质合金(铝合金、钛合金和镁合金)的应用越来越广泛。激光切割具有切割质量好、生产效率高、柔性加工能力强等优点,具有提高轻质合金切割质量的潜力,颇具研究价值。但是,轻质合金激光切割的研究非常有限,其中的工艺特性尚不够明确,有待于加强相关研究。为此,本文系统研究了2mm厚度AA2219铝合金、TC4钛合金和AZ31镁合金的光纤激光切割的工艺特性,取得了以下实验结果:通过工艺试验得到了工艺参数(激光功率、切割速度、离焦量)对铝合金、钛合金、镁合金光纤激光切缝形貌特征(切缝宽度、根部挂渣量和切面粗糙度)的影响规律,并根据试验结果优化了工艺参数。在优化的工艺参数范围内可以得到粗糙度Rz满足一级质量要求的切缝。对三种材料的光纤激光切割进行了回归分析,同时建立了二次模型和指数模型。通过对比分析确定了不同材料激光切割回归分析的适配模型。结果表明,铝合金激光切割采用二次模型进行回归分析能获得更高预测精度;钛合金激光切割采用指数模型进行回归分析能够获得更高的预测精度;镁合金激光切割在切缝宽度和挂渣量回归分析采用二次模型能够获得更高的预测精度,但是在粗糙度回归分析中,采用指数模型能够获得更高的预测精度。铝合金、钛合金和镁合金光纤激光切缝形态存在共性特征,所有切面都由三个具有不同条纹形貌的特征区域组成,分别为上部平滑横条纹区,中部纵条纹区和下部粗糙斜条纹区。这一共性特征是由激光切割自身的工艺特性所决定。三种条纹区的形成取决于切缝内高压气流和熔池内其他作用力的相互作用。三种材料切缝在粗糙度、挂渣量等细节上的差异则由材料特性的差异所造成。