激光切割手冊

1、激光加工手冊激光切割手冊目 錄第1章 激光加工導(dǎo)論41.1 激光加工的種類51.2 激光加工的優(yōu)勢與特點61.3 cw(連續(xù)波)輸出和脈沖輸出61.4 輔助氣體流動的基本特性81.4.1 各種加工和輔助氣體的作用81.4.2 適合加工目的的噴嘴91.5 激光切割方法121.5.1 激光熔化切割121.5.2 激光火焰切割121.5.3 激光氣化切割13第2章 激光切割的基礎(chǔ)142.1 激光切割的原理142.1.1 激光切割的機理142.1.2 加工氣體(輔助氣體)的作用152.1.3 加工氣的種類162.2加工質(zhì)量172.2.1 加工精度172.2.2 關(guān)于尺寸變化172.2.3 金屬切割中的

2、坡度192.2.4 切斷面的粗糙度202.2.5 熱影響222.2.6 沾渣232.2.7 缺口242.2.8 各種加工條件參數(shù)25第3章 激光切割的實際操作263.1 穿孔的難度263.1.1 穿孔的原理263.1.2 對付穿孔中出現(xiàn)缺陷的四個原則273.1.3 適當(dāng)?shù)拇┛讞l件303.1.4 防止在對不銹鋼進行穿孔時出現(xiàn)須狀物303.1.5 高反射材料穿孔時的注意事項313.3 提高加工精度的方法323.3.1 用程序修正熱變形323.3.2 防止厚板切割過程中終端部分的熔損323.4.3 檢查光軸偏離的簡單方法343.4.4 熱透鏡作用造成加工不良的初步判斷方法353.4.5熱透鏡作用造成

3、加工不良的進一步判斷方法37第1章 激光加工導(dǎo)論激光加工就是將具有高能量密度的、被聚集到微小空間的激光用于加工的方法。激光加工能夠適用的領(lǐng)域有切割、打孔、熔接、熱處理等。不同的加工，只要簡單地調(diào)節(jié)被加工物體表面的激光能量密度和輔助氣體的條件就能夠進行。圖1.1中表示用透鏡來進行激光加工時，對加工性能帶來影響的各種因素。影響激光加工性能的因素：1- 激光光束(輸出形態(tài)，波長，輸出，比例，頻率，激光模形。2- 加工透鏡(焦點距離)3- 焦點光束(尺寸，焦點位置，焦點深度)4- 噴嘴(直徑，形狀，位置)5- 輔助氣體(氣體壓力，氣體種類，氣體流量)1.1 激光加工的種類激光加工是根據(jù)照射到被加工物表

4、面上激光的能量密度和輔助氣體的作用而進行各種加工的。圖12表示了聚焦激光照射時間和根據(jù)照射而變化的被加工物表面溫度的關(guān)系。1.2 激光加工的優(yōu)勢與特點由于它是無接觸加工，并且高能量激光束的能量及其移動速度均可調(diào)，因此可以實現(xiàn)多種加工的目的。它可以對多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性、及高熔點的材料。激光加工過程中無“刀具”磨損，無“切削力”作用于工件。激光加工過程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，對非激光照射部位沒有影響或影響極小。因此，其熱影響區(qū)小，工件熱變形小，后續(xù)加工量小。它可以通過透明介質(zhì)對密閉容器內(nèi)的工件進行各種加工。由于激光束易于導(dǎo)向、聚集實現(xiàn)作各方

5、向變換，極易與數(shù)控系統(tǒng)配合，對復(fù)雜工件進行加工，因此是一種極為靈活的加工方法。使用激光加工，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟效益好。1.3 cw(連續(xù)波)輸出和脈沖輸出激光輸出功率的形態(tài)如圖1-8所示，分為cw輸出功率和脈沖輸出功率兩種。cw輸出功率是連續(xù)發(fā)出激光光束的形態(tài)，而脈沖輸出功率是通過比例和頻率的組合，可以產(chǎn)生無數(shù)個條件。cw輸出功率也是比例為100的脈沖輸出功率之一。(1)比例()：脈沖輸出功率重復(fù)光束的0noff，并且可以任意變化0n0ff時間比率。比例的值表示1脈沖時間里的光束on時間所占的百分比。(2)頻率(hz)：is發(fā)出的脈沖數(shù)，一般可在103000hz范圍內(nèi)變化。頻率的適合值

6、由加工速度的關(guān)系決定，低速加工時設(shè)定的頻率低，高速加工時設(shè)定的頻率高(3)平均輸出功率(w)：平均輸出功率表示換算成cw輸出功率時是多少瓦特。脈沖輸出功率的條件設(shè)定中，所說的輸出功率指的是平均輸出功率。設(shè)備控制畫面表示的加工中的輸出功率就是平均輸出功率。(4)峰值輸出功率(w)：觀察脈沖輸出功率的一個脈沖，某一瞬間比cw輸出功率高的輸出功率，這個輸出功率叫峰值輸出功率。圖1-9表示了峰值輸出功率3000w，平均輸出功率600w，比例20，頻率200hz的關(guān)系。1.4 輔助氣體流動的基本特性激光照射的同時，從噴嘴向被加工件噴射的輔助氣體，對于加工品質(zhì)及加工性能的提高起著重要的作用。1.4.1 各

7、種加工和輔助氣體的作用從噴嘴向被加工物噴射與激光同一方向的輔助氣體，如表l-2所示，加工的種類和加工對象不同時，氣體的種類以及控制方法也不同。表1-2加工和輔助氣體的關(guān)系加工內(nèi)容加工材料氣體種類控制方法切割切割切割熔接淬火包層軟鋼，不銹鋼丙烯板鈦軟鋼，不銹鋼工具鋼鎢鉻鈷合金能量氧氣，空氣，氮氣空氣，氮氣氬氣氬氣氬氣氬氣壓力流量壓力流量壓力流量切割鐵時，使用氧氣作為輔助氣體可以使鐵燃燒，利用其氧化反應(yīng)熱進行高效率的加工。但是這種方法會在切割面上產(chǎn)生氧化膜，為了防止產(chǎn)生氧化膜，而使用氮氣進行無氧化切割。無氧化切割主要用于不銹鋼的切割。為了減少輔助氣體的成本有時會采用空氣。在切割鈦時，為了防止氧化或

8、氮化有時也用氬氣。在熔接和淬火中為了防止氧化，幾乎全部使用氬氣進行加工。以上各種輔助氣體的控制：在比較高的壓力使用條件下，進行壓力控制；在低壓力使用條件下，進行流量控制。1.4.2 適合加工目的的噴嘴為了充分發(fā)揮從噴嘴噴射的輔助氣體的作用，有必要選擇合適的噴嘴。如圖l-11所示，從噴嘴噴出的氣體濃度，隨著與噴嘴距離的增加逐漸變低。這是由于從噴嘴噴出的氣體卷入了周圍的空氣。為了盡量長距離維持從噴嘴噴射的氣體濃度，必須提高輔助氣體的壓力，增加流量，或增大噴嘴孔徑。氣體噴射后保持噴嘴內(nèi)壓力的領(lǐng)域 (勢能區(qū))也與上述濃度變化有相同的傾向。這個勢能區(qū)的特性是影響需要高壓氣體進行無氧化切割的加工品質(zhì)的重要

9、因素。表l-3是考慮以上的特性和最小的氣體成本，匯集整理出的各種加工中最合適的噴嘴。 圖1-11 從噴嘴射出的輔助氣體的濃度變化表13各種加工和合適噴嘴的關(guān)系區(qū)分材質(zhì)板厚mm要求性能噴嘴類型和孔徑mm備注切割(氧)軟鋼369切割面粗糙度增大高速切斷能力增大渣滓量減少氣體消耗量減少a：ll5噴嘴類型a：一孔形狀b：二重形狀1216192225a：22.5b切割(氮)不銹鋼l3691216渣滓量減少高速切割能力增大防止切割面氧化(保護能力)氣體消費量減少a：la：ll5a：2a：3a：4a：5噴嘴類型a：一孔形狀熔接淬火金屬全部防止加工面氧化(保護能力)(防止加工表面粗糙)a：46b噴嘴類型a：一

10、孔形狀b：二重形狀圖112輔助氣體的氣壓和流量的關(guān)系1.5 激光切割方法1.5.1 激光熔化切割 在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因為材料的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下，所以該過程被稱作激光熔化切割。 激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫，而氣體本身不參于切割。激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。最大切割速度隨著激光功率的增加而增加，隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是割縫處的氣壓和材料的熱傳導(dǎo)率。激光

11、熔化切割對于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。產(chǎn)生熔化但不到氣化的激光功率密度，對于鋼材料來說，在104w/cm105 w/cm之間。1.5.2 激光火焰切割激光火焰切割與激光熔化切割的不同之處在于使用氧氣作為切割氣體。借助于氧氣和加熱后的金屬之間的相互作用，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使材料進一步加熱。對于相同厚度的結(jié)構(gòu)鋼，采用該方法可得到的切割速率比熔化切割要高。另一方面，該方法和熔化切割相比可能切口質(zhì)量更差。實際上它會生成更寬的割縫、明顯的粗糙度、增加的熱影響區(qū)和更差的邊緣質(zhì)量。激光火焰切割在加工精密模型和尖角時是不好的（有燒掉尖角的危險）?？梢允褂妹}沖模式的激光來限制熱影響。所用的激光功率決定切割速

12、度。在激光功率一定的情況下，限制因數(shù)就是氧氣的供應(yīng)和材料的熱傳導(dǎo)率。1.5.3 激光氣化切割在激光氣化切割過程中，材料在割縫處發(fā)生氣化，此情況下需要非常高的激光功率。為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上，材料的厚度一定不要大大超過激光光束的直徑。該加工因而只適合于應(yīng)用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實際上只用于鐵基合金很小的使用領(lǐng)域。該加工不能用于，象木材和某些陶瓷等，那些沒有熔化狀態(tài)因而不太可能讓材料蒸氣再凝結(jié)的材料。另外，這些材料通常要達(dá)到更厚的切口。在激光氣化切割中，最優(yōu)光束聚焦取決于材料厚度和光束質(zhì)量。激光功率和氣化熱對最優(yōu)焦點位置只有一定的影響。所需的激光功率密度要大于108w/c

13、m2，并且取決于材料、切割深度和光束焦點位置。在板材厚度一定的情況下，假設(shè)有足夠的激光功率，最大切割速度受到氣體射流速度的限制。第2章 激光切割的基礎(chǔ)2.1 激光切割的原理激光切割具有切口窄，對周圍產(chǎn)生的熱影響小，可進行高精度切割的特點。但是，切口窄也存在一些問題，因此需要注意與燃?xì)馇懈罴暗入x子切割等熱加工法區(qū)別開來。2.1.1 激光切割的機理僅憑激光束能量來進行激光加工，其能力是極其有限的。而將氧氣等活性氣體的化學(xué)反應(yīng)熱用于切割，或者利用高壓氣體來排除熔融金屬的效果，則可以大幅度提高切割能力。如圖22所示，激光切割的構(gòu)成是用激光能量加工的第一條痕區(qū)域和上部的熔融金屬為熱源利用氧氣的二次氧化燃

14、燒反應(yīng)進行加工的第二條痕區(qū)域。因此，切割速度越大，加工板材越厚，第二條痕部的牽引線就越滯后于加工后部。但是，如果在上部消耗所有激光，加工質(zhì)量就會降低，因此，一般的加工條件需要設(shè)定成讓激光從下部漏掉1020。切割面第一條痕部分相當(dāng)于熔接能力的熔化深度，第二條痕是由氧化反應(yīng)引起的加工能力的擴大部分。2.1.2 加工氣體(輔助氣體)的作用加工氣體的作用是從切口排出氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量和熔融金屬，在提高加工能力的同時，也保證了良好的加工質(zhì)量，另外，它還有冷卻透鏡和防止透鏡被污染的作用。如圖2-3所示，如果透鏡上附著了飛濺物，則通過那一部分的激光就被吸收，透鏡的溫度就會上升，光束集光特性就會惡化。這一現(xiàn)

15、象被稱做熱鏡作用，這也是造成加工不良的最大原因。透鏡持續(xù)污染，不但會出現(xiàn)加工不良，還會有造成透鏡破損的危險。圖2-3 透鏡不清潔而引起的熱鏡作用1-激光 2-吸收激光產(chǎn)生熱量3-附著 4-熔渣飛濺5-金屬蒸氣 6-聚光透鏡2.1.3 加工氣的種類1氧氣主要用于碳鋼切割。利用氧化反應(yīng)熱大幅度提高切割效率的同時，產(chǎn)生的氧化膜會提高反射材料的光束光譜吸收因數(shù)。適用材料一般構(gòu)造用壓延鋼材、熔接構(gòu)造用壓延鋼材、機械構(gòu)造用碳鋼、高張力板、工具板、不銹鋼、電鍍鋼板、銅、銅合金等。2氮氣采用氧氣會在切割面上形成氧化膜，采用氮氣就可進行防止氧化膜出現(xiàn)的無氧化切割。無氧化切割面具有可以直接進行熔接、涂抹、耐腐蝕性

16、強等優(yōu)點。適用材料不銹鋼、電鍍鋼板、黃銅、鋁、鋁合金等。3空氣空氣可由空氣壓縮機直接提供，所以與其他氣體相比價格非常便宜。雖然空氣中大約含有20氧氣，但切割效率遠(yuǎn)不及氧氣，切割能力與氮氣相近。切割面會出現(xiàn)微量氧化膜，但可作為防止涂沬層脫落的一項措施。適用材料鋁、鋁合金、不銹銅、黃銅、電鍍鋼板、非金屬等。4氬氣氬氣為惰性氣體，在切割中用于防止氮化和氧化，在熔接中也使用。與其他加工氣體相比，價格較高，相應(yīng)增加了加工成本。適用材料鈦、鈦合金等。2.2 加工質(zhì)量2.2.1 加工精度激光切割的加工精度是由加工機性能、光束品質(zhì)、加工現(xiàn)象而決定的整體精度。2.2.2 關(guān)于尺寸變化即使按照程序進行切割，也有加

17、工產(chǎn)品無法滿足精度要求的情況。所以需要根據(jù)不同的情況采取對策。1.加工產(chǎn)品的全體尺寸有變化這是由于切口上激光焦點直徑和其周圍燃燒區(qū)域形成的切口寬度所影響的。雖然在相同條件下，對相同的加工物，使用同一偏置補償值可以確保其精度，但是焦點位置的設(shè)定要憑借加工機操作人員的感覺來確定，而且熱透鏡作用也會造成焦點位置的變化，所以需要定期檢查最佳的偏置補償值。2加工方向(部分)上的尺寸誤差有差別如圖2-7 b所示，板材上部的a尺寸精度與b尺寸精度有不同的情況。這個現(xiàn)象要考慮兩方面的原因。首先，光束圓度和強度分布不均一，造成切口寬度沿加工方向有所不同。解決的方法是進行光軸調(diào)整或清洗光學(xué)部件。其次，被加工物受熱

18、膨脹會引起加工形狀長方向尺寸變短的情況。3翹曲引起的變化如圖2-7 c所示，d尺寸精度雖然在要求范圍內(nèi)，但由于熱變形等原因會造成c發(fā)生翹曲。加工鋁、銅、不銹鋼等時非常顯著，它受到線膨脹系數(shù)、熱容量等物性的影響。就加工形狀來說，縱橫比越大，翹曲量就越大。采用低熱量加工條件以及加工線路等在加工程序上下工夫，但還沒有完全解決問題。加工板件所擁有的殘留應(yīng)力對翹曲和尺寸誤差也有影響，所以我們需要對加工程序始終保持一定的配置方向。4間距精度變化如圖2-7d所示，加工很多孔時，孔與孔之間的間距精度會出現(xiàn)偏差。原因與圖2-7b的情況相同，是熱變形。由于在熱膨脹情況下開孔，冷卻收縮后，間距變小。我們可以在程序中

19、補正收縮部分的精度或者靈活運用形狀縮放功能。無論什么情況，都要在初期加工后，測定其加工尺寸，補誤差。當(dāng)間隔精度不隨加工位置而變化，而是在整個加工區(qū)里都惡化時，其原因是機械精度的惡化而造成的。5圓度變化可參照圖2-7 e 所示。在激光加工中加工孔切割面產(chǎn)生坡度是無法避免的，下面直徑比背面直徑大，一般都評估背面稍小一側(cè)的圓度。2.2.3 金屬切割中的坡度2.2.4 切斷面的粗糙度光束聚光性和高速加工性能對切斷面粗糙度的質(zhì)量改善有很大的影響。圖2-15、2-16、2-17表示了加工板厚、加工透鏡焦距、加工速度與切斷面粗糙度之間的關(guān)系。切割速度過低，就會出現(xiàn)與切割面相對輸入熱量過多的情況，并且因為鐵燃

20、燒速度和切割速度之間的相互作用，造成斷面粗糙度惡化。加工板件越厚斷面越粗糙的原因就是因為切割速度過低。為了提高切割面質(zhì)量，需要盡量使用高速條件。2.2.5 熱影響在激光加工過程中，切割面處于被加工物熔點以上溫度，光束通過后就會迅速冷卻(被加工物本身冷卻)。由此造成鋼材一部分呈現(xiàn)淬火狀態(tài)，激光加工部分就無法進行螺孔及擴孔等追加加工。而且，如果在切割部分進行彎曲加工，則會出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。淬火硬度與材質(zhì)的含碳量成比例，所以碳鋼材質(zhì)不硬化，而sk，skd，s45c，sks等材料則會完全硬化。2.2.6 沾渣我們把激光切割中在被加工物背面附著的熔融金屬飛濺物稱做“沾渣” (見圖2-20)。其出現(xiàn)受加工條件

21、、被加工物的材質(zhì)、材料厚度等影響。以下說明不同材料出現(xiàn)沾渣的特性。1碳鋼如果設(shè)定的加工條件適當(dāng)，就很少發(fā)生沾渣的現(xiàn)象。在厚板切割時會出現(xiàn)沾渣，但很容易清除。2鍍鋅鋼板沾渣發(fā)生頻率高，能夠進行優(yōu)良切割的條件范圍也很窄。涂有底漆材料的加工，要先進行切開涂抹層的加工，然后進行母材切割加工的工法。3不銹鋼板輔助氣體為氧氣時，很難避免沾渣的發(fā)生，而且發(fā)生的沾渣也很硬，很難除去。使用氮氣進行無氧化切割，可大幅降低沾渣量。4鋁鋁材切割中，板件越厚沾渣就會越多。2.2.7 缺口在切割厚板的過程中，有時切割面的一部分會大量凹入出現(xiàn)劃傷，這稱之為缺口。如圖2-23所示，按其發(fā)生形態(tài)可分3種類型。產(chǎn)生缺口的原因一般

22、認(rèn)為是熔化金屬的能量瞬間不足而造成的。而能量的不足的原因，有以下幾種情況：被加工物表面不均一，引起光束吸收混亂；加工機出現(xiàn)故障，輸出功率在切割過程中有變化；氣體純度下降。2.2.8 各種加工條件參數(shù)1cw(連續(xù))輸出和脈沖輸出cw輸出是激光持續(xù)諧振，高速切割時使用的一種輸出模式。脈沖輸出時比例為l00時的能量輸出與cw相同。脈沖輸出通過反復(fù)加熱、冷卻和提高加工氣壓來提高加工特性。下面說明各輸出狀態(tài)下的主要加工：(1)cw輸出用于碳鋼、不銹鋼材的高速切割，有機材料的切割。 (2)脈沖輸出(頻率l000hz以內(nèi))用于開孔，小孔、銳角切割，高反射材料的切割。 (3)脈沖輸出(頻率l0002000hz

23、)用于碳鋼厚板(9mm以上)的切割。2頻率脈沖頻率設(shè)定范圍是103000hz，通常在302000hz的范圍使用。很少有超過2000hz進行切割的情況。主要加工和使用脈沖頻率范圍的關(guān)系如下所述：(1)開孔：30200hz。(2)脈沖切割一般情況：50800hz。(3)碳鋼的高速切割：8001500hz。(4)無氧化切割及空氣切割：10002000hz。第3章 激光切割的實際操作本章以有實際加工經(jīng)驗的技術(shù)人員所提出的問題為中心，介紹具體解決難度高的加工及故障問題的方法。3.1 穿孔的難度在切割的開始部位加工開始加工所需要的孔稱做穿孔。板越厚，穿孔就越不穩(wěn)定?？梢哉f，板厚大于12.omm的厚板切割中

24、，發(fā)生加工不良現(xiàn)象的70起因于穿孔不好。為了實施穩(wěn)定的穿孔，在這里對穿孔的加工特性進行說明。3.1.1 穿孔的原理在穿孔過程中，貫通之前加工中產(chǎn)生的熔融金屬堆積在被加工物表面上孔的周圍。穿孔條件中有脈沖條件(見圖3-1a)和cw條件(見圖3-1b)的設(shè)定。在圖3-1a所示的脈沖條件中，從發(fā)光后對被加工物表面加熱過程(1)，到緩慢加熱進行穿孔作用的(2)至(4)，直至最后的貫通(5)是連續(xù)進行的。這個方法，如果板件厚度大于9.omm，則穿孔時間就會急劇增加，但是孔徑約為0.5mm，比切口窄，熱影響也小。因此，如果增加加工能力，加大輸出能量，熔融金屬就很難全部從孔徑上部排出，出現(xiàn)過度燃燒現(xiàn)象。圖3

25、-1b所示的cw條件是在被加工物表面的略微上方設(shè)定焦點位置，增大加工孔徑，迅速加熱的方法。雖然出現(xiàn)大量熔融金屬，飛散到被加工物表面上，但卻大幅度縮短了加工時間。在穿孔的孔壁上也會出現(xiàn)吸收激光能量的現(xiàn)象。在穿孔加工過程中，照射的激光在穿孔中多重反射，邊被吸收邊向下傳播。為了縮短穿孔時間，就要補充被孔壁吸收而被減弱的能量，即在穿孔過程中有必要增加輸出功率。而且，為了減少對孔壁周圍的熱影響，要在增加輸出功率的同時，盡可能的縮短穿孔時間，減少激光對孔壁周圍的照射。3.1.2 對付穿孔中出現(xiàn)缺陷的四個原則穿孔過程中出現(xiàn)缺陷時，有必要對表3-1中所示的各種現(xiàn)象進行原因分析和找出處理方法。1缺陷發(fā)生的瞬間要

26、確認(rèn)是在穿孔的過程中，還是在穿孔結(jié)束后開始切割時發(fā)生的缺陷。如果是穿孔過程中發(fā)生的，則根據(jù)穿孔開始或者穿孔過程中條件切換時的具體情況，來修正發(fā)生問題的輸出功率和氣壓條件。如果缺陷發(fā)生在穿孔結(jié)束之前，那是因為貫通之前切換到切割條件，有必要延長穿孔時間。如果切割開始時發(fā)生加工缺陷的現(xiàn)象，那是因為在孔的表面周圍堆積的熔融金屬部位難以通過，所以有必要在開始位置設(shè)定脈沖條件或低速條件。2缺陷產(chǎn)生的位置如果在加工平臺的特定位置，集中出現(xiàn)穿孔缺陷，那是因為激光光軸和噴嘴中心偏離。這需要調(diào)整光路偏離。如果穿孔位置過于集中或者是在切割線路的附近進行穿孔，由于加工位置溫度過高，也會造成穿孔缺陷。圖3-3是將厚12

27、.omm的ss400板件作為被加工物，材料溫度從常溫變化到200，調(diào)查與加工缺陷之間關(guān)系的結(jié)果。數(shù)據(jù)是表示在各溫度條件下進行50次穿孔，穿孔缺陷和切割缺陷的發(fā)生比例。溫度越高，缺陷的發(fā)生率就越大。因此有必要研究加工順序，改善程序盡量沿著尚未過熱的線路進行穿孔和切割。3發(fā)生穿孔不良的時間隨著加工時間的推移，加工不良的發(fā)生次數(shù)只見增加不見減少時，其原因可能是發(fā)振器故障引起的輸出功率變動。如果增加冷卻時間就能恢復(fù)的話，其原因可能是光學(xué)部件熱透鏡的作用引起的。這種情況下就需要維修光學(xué)部件，并與供應(yīng)商聯(lián)系。4發(fā)生穿孔不良的材料對于發(fā)生穿孔不良的材料，要確認(rèn)過去是否進行過良好加工，確認(rèn)記錄很重要。如果有過

28、去加工的記錄，就不需要調(diào)整加工條件，可以認(rèn)定是加工機和光學(xué)部件的缺陷，進行檢查找出原因。3.1.3 適當(dāng)?shù)拇┛讞l件被加工物的厚度越厚，穿孔時間在整體加工時間中所占的比例就會增加，對縮短穿孔時間的要求就會提高。對穿孔時間縮短有效的加工條件參數(shù)是脈沖峰值輸出功率和脈沖波形及平均輸出功率。3.1.4 防止在對不銹鋼進行穿孔時出現(xiàn)須狀物在切割不銹鋼時，孔表面周圍會留下飛散須狀的金屬熔渣，在鏡面及條紋表面材料上會出現(xiàn)劃傷。而且，須狀金屬熔渣與靜電感應(yīng)式加工頭的噴嘴發(fā)生接觸時，會出現(xiàn)對焦異常的報警。根據(jù)板件的薄厚程度，其相應(yīng)的處理方法也不同，圖3-6表示了其處理措施。圖3-6a是板厚1.omm的不銹鋼穿孔

29、結(jié)果，脈沖頻率越大，金屬熔渣就越少。圖3-6b是板厚6.omm的穿孔結(jié)果，設(shè)定的輔助氣體壓力高，就可減少金屬熔渣。3.1.5 高反射材料穿孔時的注意事項在切割銅、純鋁等高反射材料時，需要在被加工物表面涂抹光束吸收劑。光束吸收劑不僅有提高加工能力的效果，而且從安全的角度上也有抵制反射的作用。加工條件需要降低脈沖頻率，提高脈沖峰值的每1個脈沖能量。而且通過增大氣體壓力，使熔融金屬擠入板件內(nèi)部，提高加工能力的效果。3.3 提高加工精度的方法在理解切割時產(chǎn)生熱的特性基礎(chǔ)上改善加工方法，可以提高加工精度。3.3.1 用程序修正熱變形在切割金屬材料時，特別是切割鋁及不銹鋼細(xì)長形狀的情況下，長方向的尺寸會變

30、小。這是因為加工過程中被加工物受熱膨脹，切割后溫度下降，引起收縮。一般情況下，要預(yù)先切割一次，測定收縮量，補正形狀尺寸，然后進行正式加工來提高精度。圖3-14表示了對熱變形引起的尺寸誤差容易進行補償?shù)某绦蚓幹品椒?。將這些距離根據(jù)尺寸誤差進行調(diào)整，可以簡單地修正熱變形。3.3.2 防止厚板切割過程中終端部分的熔損在切割碳鋼厚板時，加工的開始和結(jié)束部分容易產(chǎn)生熔損，在螺孔加工等過程中，有時就需要修補熔損部分。這些熔損產(chǎn)生原因是圖3-15所示的在終端部切口上形成一種絕熱作用，端部光束周圍的溫度會上升。我們需采用下列4種方法進行防止處理。1附加微連接就在孔末端之前，在發(fā)生熔損溫度以下的狀態(tài)停止加工，留

31、下微量殘余(微連接)。必需根據(jù)板件厚度、形狀、切割寬度(焦點位置，透鏡焦點距離)等來確定微連接量。2更改脈沖條件在低入熱的脈沖條件下，可切割易熔損部分。對這個脈沖加工條件，低頻率、低功率、低速、低氣體壓力等參數(shù)具有很大的影響。3使用抑制氧化反應(yīng)的氣體在一般的厚板切割中使用氧氣，雖然加工能力高，但會出現(xiàn)氧化反應(yīng)熱，易引起熔損。為防止這一現(xiàn)象出現(xiàn)。終端部分的氣體要用空氣或者氮氣。其結(jié)果雖然沾渣量會增加，但不會出現(xiàn)熔損。4采用出現(xiàn)突起的程序進行補正編制產(chǎn)生與熔損相同量的突起程序，把這突起部分熔損掉，消除凹凸。因為受焦點位置設(shè)定精度等的影響條件會變化，所以每次加工都要檢查熔損。3.4.3 檢查光軸偏離的簡單方法如果光軸偏離，激光就會斜射到被加工物，對加工不利?？刹捎脠D3-25所示的方法，即利用加工頭的上下移動，2次照射光束確認(rèn)的方法來檢查加工位置上的光軸偏離(傾斜檢查)。在丙烯板的焦點位置上穿孔后，將加工頭上升10