大型激光切割加工焦点位置误差原因

在大型激光切割加工过程中，产生焦点和被加工对象表面之间相对位置发生变化的因素很多，被加工工件表面凸凹不平、工件装夹方式、机床的几何误差以及机床在负载力下的变形、工件在加工过程中的热变形等都会造成激光焦点位置和理想给定位置（编程位置）发生偏差。 有些误差（如机床的几何误差）具有规律性，可以通过定量补偿方法进行补偿，但有些误差为随机误差，只能通过在线检测和控制来消除，这些误差是： 1、工件几何误差 激光切割的对象为板材或覆盖件型零件，加工对象表面具有起伏不平，且在切割过程中的热效应的影响也会产生薄板零件的表面变形，对于激光加工，覆盖件在压制成型过程中也会产生表面的不平，所有这些，都会产生激光焦点与被加工对象表面的位置与理想位置发生随机变化。 2、工件装夹装置产生的误差 大型激光切割加工的工件是放在针状工作台上，由于加工误差、长时间与工件之间的磨损和激光的烧伤，针床会出现凸凹不平，这种不平也会产生薄钢板和激光焦点之间的位置的随机误差。

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。