激光切割设备激光打孔尺寸及其精度的控制 -行业资讯

关注小编的朋友们应该对激光设备都有了不少的了解了，今天呢，小编再为大家带来有关激光切割机的一些小知识——激光切割机激光打孔尺寸及其精度的控制。
　　（1）孔径尺寸控制采用小的发散角的激光器（0.001～0.003rad），缩短焦距或降低输出能量可获得小的孔径。对于熔点高。导热性好的材料可实现孔径0.01～1mm的微小孔加工，*小孔径可达0.001mm。
　　（2）孔的深度控制提高激光器输出能量，采用合理的脉冲宽度（材料和导热性越好，宜取越短的脉冲宽度），应用基模模式（光强呈高斯分布的单模）可获得大的孔深。对于孔径小的深孔宜用激光多次照射，并用短焦距（15～30mm）的物镜打孔。
　　（3）提高激光加工孔的圆度激光器模式采用基模加工，聚焦透镜用消球差物镜，且透镜光轴与激光束光轴重合，工件适合偏离聚焦点以及选择适当的激光能量等可提高加工圆度。
　　（4）降低打孔的锥度通常孔的锥度随其孔径比增大而增加，采用适当的激光输出能量或小能量多次照射，较短的焦距，小的透镜折射率及减少入射光线与光轴间的夹角等措施可减小孔的锥度。
　　采用飞行光路的激光切割机，在切割过程中，只有切割头沿X、Y方向移动,工作台位置固定不动。另外还有一种铰接活动臂固定光程飞行光束传输形式，被称为恒定飞行光路,简称为恒光路。从设备的驱动方式上，有X、Y轴选用单边伺服电机配置相应的减速机，用高精度的齿轮齿条驱动结构；有X轴双边均选用伺服电机配置相应的减速机，用高精度的齿轮齿条驱动结构，有双齿轮**反向间隙的驱动方式；有伺服电机配置高精度滚珠丝杆直接驱动，采用盘式大惯量电机直接齿轮、齿条驱动；还有采用直线电机直接驱动的结构方式。设备所配置的激光器要根据用户加工的性能、加工材料、形状、尺寸等选取不同的激光器，可供选配的激光器分别有co2轴快流激光器、射频板调试激光器、旋流激光器、固体激光器和光纤激光器等。

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激光切割作为现代工业制造领域中不可缺少的加工方式，不仅速度快、效率高且加工出来的效果也非常好等。当然，很多用户在操作激光切割机的过程中多多少少会遇到各种各样的问题，今天小编就总结一下激光切割常见的几大问题和解决方法。

1.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个小孔。之前在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一个孔,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本方法：

爆破穿孔——材料经连续激光的照射后在中心形成一个凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一个孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在加工精度要求较高的零件上使用,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。

脉冲穿孔——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。此外脉冲穿孔还须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加以重视。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,具体方法是改变脉冲宽度；改变脉冲频率；同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第3种效果**。

2.切割加工小孔（直径小与板厚）变形情况的分析

这是因为机床（只针对大功率激光切割机）在加工小孔时不是采取爆破穿孔的方式，而是用脉冲穿孔（软穿刺）的方式，这使得激光能量在一个很小的区域过于集中，将非加工区域也烧焦，造成孔的变形，影响加工质量。这时我们应在加工程序中将脉冲穿孔（软穿刺）方式改为爆破穿孔（普通穿刺）方式，加以解决。而对于较小功率的激光切割机则恰好相反，在小孔加工时应采取脉冲穿孔的方式才能取得较好的表面光洁度。

3. 激光切割低碳钢时，工件出现毛刺的解决方法

根据CO2激光切割的工作和设计原理，分析得出以下几点原因是造成加工件产生毛刺的主要原因：激光焦点的上下位置不正确，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；激光的输出功率不够，需要检查激光发生器的工作是否正常，如果正常，则观察激光控制按钮的输出数值是否正确，加以调整；切割的线速度太慢，需要在操作控制时加大线速度；切割气体的纯度不够，需要提供高质量的切割工作气体；激光焦点偏移，需要做焦点位置测试，根据焦点的偏移量进行调整；机床运行时间过长出现的不稳定性，此时需要关机重新启动。

4. 激光切割加工不锈钢和敷铝锌板时，工件有毛刺产生的分析

以上情况的出现，首先考虑切割低碳钢时出现毛刺的因素，但不可简单地加快切割速度，因为增加速度有时会出现板材切割不穿的情况，此种情况在加工敷铝锌板时尤为突出。这时应综合考虑机床的其他因素加以解决，如喷嘴是否要更换，导轨运动不稳定等。

5. 激光未完全切割透状态的分析

分析后可以发现下面的几种情况是产生加工不稳定的主要情况：激光头喷嘴的选择与加工板厚不匹配；激光切割线速度过快，需要操作控制减小线速度；喷嘴感应不准导至激光焦点位置误差过大,需重新检测喷嘴感应数据,特别是在切割铝材时*容易出现。

6. 切割低碳钢时出现非正常火花的解决方法

这种情况会影响零件的切割断面光洁度加工质量。此时在其他参数都正常的情况下，应考虑以下情况：激光头喷嘴NOZZEL的损耗，应及时更换喷嘴。在无新喷嘴更换的情况下，应加大切割工作气体压力；喷嘴与激光头连接处螺纹松动。此时应立即暂停切割，检查激光头连接状态，重新上好螺纹。

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