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讲解关于激光切割机穿孔加工的两种工艺模式

讲解关于激光切割机穿孔加工的两种工艺模式 奥凌数控切割
2015-08-17
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导读:我们都知道激光切割技术已越来越成熟,发展至今运用的行业领域越来越多,尤其是在加工制造业上其高效的切割切割速度



我们都知道激光切割技术已越来越成熟,发展至今运用的行业领域越来越多,尤其是在加工制造业上其高效的切割切割速度、精确的加工质量笑傲加工制造业,俯视线 切割、水切割、冲模、电加工等诸多豪强。同样,在利用激光切割机对工件进行穿孔加工的时候同样笑傲诸多传统工艺,那么究竟是怎么实现的呢?

所 谓激光穿孔加工,其主要的加工工艺手段分为两种,一种是脉冲切割,另外一种是爆破切割,下面我们来一一讲解两种工艺模式。 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。弄清楚了它的工作原理,下面我们来讲解工艺模式。



激光切割穿孔技术加工原理图


在激光切割加工中经常会碰到穿孔,我们所说的激光切割穿孔是指在板材上穿个小孔,主要应用领域就是精密仪器设备方面。我们早期激光切割穿孔一般是应用在手表行业,而且都是用机械钻孔,贴别容易导致破碎,目前激光切割穿孔有两种不错的方法。




1、爆破穿孔——工作原理是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。




2、脉冲穿孔——激光切割机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。其优点是质量要好,缺点是成本相对高点,而且需要有较可靠的气路控制系统。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。


以上两种不同的穿孔方式适合的地方也就不同,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。但是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切割平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种:


(1)改变脉冲宽度;


(2)改变脉冲频率;


(3)同时改变脉冲宽度和频率。


因此,综上所述的情况来看对于激光切割机的切割穿孔技术经过比较可以发现,激光切割机采用脉冲穿孔要比爆破穿孔质量要好,穿孔质量还与激光切割机的功率有关。


那么在实际的加工过程之中,我们应该怎么去根据实际情况去选择加工方式的,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。


所以,我们一定要根据我们的实际情况,来合理选择穿孔的方法。不是每种方法都实用于所有的加工。




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