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激光切割机的穿孔技术

任何一种热切割技术,除了少数可以从板材边缘开始的情况,通常都要在板材上打一个小孔。以前,在激光冲压机中,先用打孔机打孔,然后用激光从小孔上切割。无打孔装置的激光切割机打孔有两种基本方法:


爆破穿孔——用连续激光照射材料,在材料中心形成一个凹坑,然后用于激光束同轴的氧气流快速去除熔融材料,形成孔洞。孔的大小一般与板厚有关,爆破穿孔的平均直径为板厚的一半。因此,厚板爆破穿孔孔径打且不圆,不适合加工精度高的零件,只能用于废料。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气化少量材料,常以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,切割时气压低于氧气。每个脉冲激光只产生一个很小的粒子射流,一步一步深入,所以厚板的穿孔时间需要几秒钟。完成后,辅助气体立即变成氧气进行切割。这种穿孔直径小,穿孔质量优于爆破穿孔。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激光器无法满足激光切割的要求。此外脉冲穿孔需要可靠的气流控制系统,实现气体类型和气压的切换以及穿孔时间的控制。

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