切割穿孔技术

任何一种热切割技术，除少数情况可以从板边缘开始外，一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔，然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基该方法：

⑴爆1破穿孔：（Blast drilling），材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑，然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关，爆1破穿孔平均直径为板厚的一半，因此对较厚的板爆1破穿孔孔径较大,且不圆，不宜在要求较高的零件上使用（如石油筛缝管），只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同，飞溅较大。由于能量密度与4/πd2成正比，所以焦点光斑直径尽可能的小，以便产生一窄的切缝。

⑵脉冲穿孔：（Pulse drilling）采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化，常用空气或氮气作为辅助气体，以减少因放热氧化使孔扩展，气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射，逐步深入，因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成，立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小，其穿孔质量优于爆1破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的是光束的时间和空间特性，因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还需要有较可靠的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下，为了获得高质量的切口，从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件：如焦距、喷嘴位置、气体压力等，但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实，具体方法有以下三种：⑴改变脉冲宽度；⑵改变脉冲频率；⑶同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明，第⑶种效果***1好。激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术(CNC)装置，采用该装置后，就可以利用电话线从计算机辅助设计(CAD)工作站来接受切割数据。

激光切割是钣金加工的一次工艺革命，是钣金加工中的“加工中心”。激光切割柔性化程度高，切割速度快，生产效率高，产品生产周期短，为客户赢得了广泛的市场。激光切割无切削力，加工无变形；无刀具磨损，材料适应性好；⑹缺点激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且随着工件厚度的增加，切割速度明显下降。不管是简单还是复杂零件，都可以用激光一次精密快速成形切割；其切缝窄，切割质量好、自动化程度高，操作简便，劳动强度低，没有污染；可实现切割自动排样、套料，提高了材料利用率，生产成本低，经济效益好。该技术的有效生命期长，目前在国外超构2毫米的板材大都采用激光切割，许多国外的***一致认为今后30-40年是激光加工技术发展的黄金时期（是钣金加工发展的方向）。

如何来评价激光切割机加工质量的好坏

现代社会，激光的使用越来越普遍，给现代生活带来了翻天覆地的改变。激光切割的质量评价，国际上至今还没有一个统一的标准。至今我国也尚无有关激光切割质量的标准，以EU为主提供的有关ISO9000系列质量保证方法，对激光切割标准和标准试样规定等进行了研究，其内容包括：切割质量等级划分、设定样品和加工样品的标准、光学系统、价格样品的机种及光束特性等。但切割有飞溅，透镜离工件太近容易将透镜损坏，因此一般大功率CO2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7。

很多人在求购激光切割机或者二手激光切割机时，不知如何判断激光切割机加工质量。特别是二手激光切割机求购者在选择激光设备的时候，往往比较盲目，有时会忽略比较重要的质量标准。

对于激光切割加工而言，评价其加工质量主要包括以下几个原则：

1、切割光滑、无条纹、没有脆性断裂。

金属激光切割机高速切割厚板时，熔融金属不会出现于垂直激光束下方的切口里，反而会在激光束偏后处喷出来。结果，弯曲的纹路在切割边缘形成了，纹路紧紧跟随移动的激光束，为了修正这个问题，在切割加工结尾时降低进给速率，可以大大消除纹路的行成。

2、切缝宽度窄，这主要与激光束光斑直径大小有关。

金属激光切割机切口宽度一般来说不影响切割质量，仅仅在部件内部形成特别精密的轮廓时，切割宽度才有重要影响，这是因为切割宽度决定了轮廓的***1小内经，当板材厚度增加时，切割宽度也随之增加。所以想要保证同等高精度，不管切口宽度多大，工件在激光切割机的加工区域应该是恒定的。金属激光切割机在小孔的加工中，孔外侧可得到充分的冷却，单孔内侧的小孔部分却因为热量可扩散的空间小，热能过于集中从而引起过烧，挂渣等。

3、切缝垂直度好，热影响区小。

一般情况下，金属激光切割机主要集中在5MM以下材料的加工处理上，其断面垂直度可能不是***为主要的评估因素，但对于大功率激光切割而言，当加工材料的厚度超过10mm，切割边缘的垂直度非常的重要。远离焦点时，激光束变得发散，根据焦点的位置，切割朝着顶部或者底部变宽。切割边缘偏离垂直线百分之几毫米，边缘越垂直，切割质量越高。具体描述如下：⑴材料表面在激光束的照射下很快被加热到燃点温度，随之与氧气发生激烈的燃烧反应，放出大量热量。

4、没有材料燃烧，没有熔化层形成，没有大的熔渣。

金属激光数控切割机的挂渣主要体现为沉积和断面毛刺上，其中材料沉积是因为激光切割在开始熔化穿孔前先在工件表面碰上一层含油的特殊液体。气化且各种，材料不用客户用风吹除切口，但是向上或向下排出也会在表面形成沉积。而毛刺的形成时决定激光切割质量的一个非常重要的影响因素，因为毛刺的去除需要额外的工作量，所以毛刺量的严重和多少是能直观判断切割的质量。顾虑到切割质量、切割速度等因素，原则上6mm的碳钢，焦点在表面之上。

5、切口表面粗糙镀，表面粗糙度的大小是衡量激光切割表面质量的关键。