激光切割加工的问题和解决方式

激光切割加工作为一种优异的材料切割手段，激光加工因材料浪费少、在规模化生产中成本效应明显、对加工对象具有很强的适应性等优势，被越来越为钣金生产者所接受。 在实际作业过程中，激光切割加工在厚板加工中穿孔时间占很大比重，各激光厂商纷纷开发了快速穿孔的技术，较为有代表性的是高能穿孔（炸孔），这种方法的优点是速度快，缺陷是不仅影响对小形状的加工，穿孔时注入的巨大能量使板材温度升高进而影响接下来的整体切割过程。而用小功率脉冲进行穿孔的话，时间很长，会导致切割的效率下降和单位成本的提高。 针对激光切割的这一问题，可以利用占空比小的高峰值脉冲激光，辅以喷射在材料表面上的不燃油以清除开孔边缘附着物，控制脉冲的合理频率边冷却边穿孔。其特点是相对炸孔虽然时间稍长，但穿出的孔径小且开孔边缘无附着物以及入热较低，便于接下来的正常切割加工，相比普通穿孔则效率提高了4倍。

激光管切割和穿孔方法

任何一种热切割工艺，除了少数情况，都可以从板材边缘开始，一般需要在板材上打一个小孔。以前是用打孔机在激光冲压复合机上打孔，然后用激光从小孔上切割。无打孔装置的激光切割机有两种基本打孔方式: 爆破穿孔——连续激光照射后，在材料中心形成一个坑，然后通过与激光束同轴的氧气流快速去除熔融材料，形成一个孔。孔的大小一般与板厚有关，爆破穿孔的平均直径是板厚的一半。所以对于较厚的板材，爆破穿孔的孔径较大且不圆，不适合加工精度高的零件，只能用于废料。此外，由于穿孔使用的氧气压力与切割使用的氧气压力相同，飞溅较大。 脉冲穿孔——用高峰值功率的脉冲激光熔化或汽化少量材料，常使用空气或氮气作为辅助气体，以减少放热氧化引起的孔洞扩大，切割时气体压力低于氧气。每个脉冲激光只产生一个很小的粒子射流，一步一步深入，所以厚板冲压需要几秒钟。射孔完成后，辅助气体变为氧气进行切割。因此，射孔直径较小，其射孔质量优于爆破射孔。用于此目的的激光器不仅要有较高的输出功率；更重要的是光束的时空特性，所以一般的横流CO2激光器不能满足激光切割的要求。此外，脉冲穿孔需要可靠的气路控制系统，以实现气体类型和气压的切换以及穿孔时间的控制。