一种激光切割三级变焦快速穿孔方法
2014-07-08 02:16:16周庆周志兵
机械工程师
2014年9期
周庆，周志兵
（江苏金方圆数控机床有限公司，江苏 扬州 225127）
0 引 言
激光实施切割的过程是先利用经聚焦的高功率密度激光照射加工材料，使被照射的材料迅速熔化、汽化，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，在工件上形成一个孔，然后运动系统带动切割装置或加工工件运动，从而实现切割。
1 传统激光切割穿孔过程分析
采用传统穿孔方式（如图1 所示）时，激光光束经普通反射镜折射到切割头中的聚焦镜上表面，激光光束经聚焦镜聚焦后通过割嘴照射在工件上，激光光束聚焦后形成一个焦点；割嘴离工件表面较近，约为1 mm，穿孔过程中的飞溅物容易粘附在聚焦镜片的下表面上，聚焦镜片污染后会立即降低切割质量甚至导致切割失败；另外传统穿孔方式激光光束聚焦后的焦点位置在工件上的位置恒定，在穿孔过程中随着板材未被打穿的部分减少，光束直径变大，能量不够集中，导致穿孔时间长，易爆孔。采用传统的穿孔方式会导致机床的加工效率低、切割零件易报废，聚焦镜片损耗高。
图1 传统激光切割穿孔过程
如图2 所示，传统激光切割穿孔方式由于割嘴距离工件较近，穿孔时易产生熔融材料飞溅出来，同时穿孔位置易产生过热及自燃烧现象，与扩散的辅助气体（氧气）接触，易爆孔导致穿孔失败。为了避免自燃烧现象，保证穿孔成功，需将激光光束穿孔功率降低，穿孔效率则相应降低。
