在厚板激光切割加工中遇到的問題

碳鋼厚板穿孔問題在厚板激光切割加工中穿孔時(shí)間占很大比重，各激光廠商紛紛開發(fā)了快速穿孔的技術(shù)，較為有代表性的是高能穿孔（炸孔），這種方法的優(yōu)點(diǎn)是速度快（1秒，以t16mm 為例—以下相同），但缺陷是不僅影響對小形狀的加工，穿孔時(shí)注入的巨大能量使板材溫度升高進(jìn)而影響接下來的整體切割過程。而用小功率脈沖進(jìn)行穿孔的話，時(shí) 間就很長（12秒），會導(dǎo)致厚板激光切割的效率下降和單位成本的提高。

切割面品質(zhì)問題厚板激光切割加工中厚板時(shí)經(jīng)常會遇見的切割斷面，這樣的切割不僅成品質(zhì)量受到質(zhì)疑，還會伴隨著過燒和嚴(yán)重的粘渣出現(xiàn)，以致體現(xiàn)不出高價(jià)的激光加工機(jī)區(qū)別于其他切割手段的價(jià)值。

厚板激光切割加工穩(wěn)定性問題在對國產(chǎn)鋼材的整板加工中，經(jīng)常會出現(xiàn)局部區(qū)域加工不良的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象有時(shí)很隨機(jī)，即使在加工機(jī)狀態(tài)良好的情況下也會出現(xiàn)。為了處理局部故障品而大大地影響了整個(gè)工作進(jìn)度，這里對此不明原因的加工失敗也給出一些筆者的分析和對策提案。

高峰穿孔（HPP）方案顧名思義就是利用占空比小的高峰值脈沖激光，輔以噴射在材料表面上的不燃油以清除開孔邊緣附著物，控制脈沖的合理頻率邊冷卻邊穿孔。其特點(diǎn)是相對炸孔雖然 時(shí)間稍長（3秒），但穿出的孔徑小（約φ4mm）且開孔邊緣無附著物以及入熱較低，便于接下來的正常厚板激光切割相比普通穿孔則效率提高了4倍。

切割斷面改善方案對于碳鋼來說改善切割斷面的重要因素是控制對板材的入熱并能保證激光照射部分的充分燃燒。三菱電機(jī)開發(fā)的K-CUT加工條件較好的完成了這一使命。是在同一塊國產(chǎn)板材上用傳統(tǒng)條件和K-CUT條件進(jìn)行切割的效果比較。而對于厚板激光切割來說改善切割斷面的重要因素則是光束的改良（改善焦深）與輔助氣體的有 效利用。亮面切割技術(shù)就是改善了發(fā)振器和噴嘴所得到的結(jié)果。

保證加工穩(wěn)定性的方案當(dāng)前為了提高厚板激光切割加工機(jī)的運(yùn)行速度，激光機(jī)多采用俗稱飛行光路的結(jié)構(gòu)，即材料托盤不動而厚板激光切割加工頭在整個(gè)可加工區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的形式。而為了補(bǔ)償加工頭與光源相對位置的變化，各廠商也盡可能保證光斑在厚板激光切割加工范圍內(nèi)的一致性，使用曲率可變折射鏡是普遍選擇的方式。這種方法雖然結(jié)構(gòu)簡單卻會改變焦深，使在對焦深極為敏感的中 厚板切割時(shí)會顯得力不從心（既要保持光斑不變又要保持焦深不變）。