作為一種先進(jìn)的材料切割手段，激光加工因材料浪費(fèi)少、在規(guī)?；a(chǎn)中成本效應(yīng)明顯、對(duì)加工對(duì)象具有很強(qiáng)的適應(yīng)性等優(yōu)勢(shì)，被越來(lái)越為鈑金生產(chǎn)者所接受。

如今，中國(guó)的粗鋼產(chǎn)量不僅是世界第一，更是超過(guò)了全球產(chǎn)量的50％，發(fā)展中國(guó)家甚至一些像澳洲韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家為節(jié)約成本也在大量使用中國(guó)板材，因此與其期待中國(guó)鋼材來(lái)適應(yīng)激光切割，不如研究和提出能夠優(yōu)質(zhì)地加工劣質(zhì)材料的方法和提案。本文就講一下在中厚板加工中常遇到的問(wèn)題。

1． 碳鋼厚板穿孔問(wèn)題

在厚板加工中穿孔時(shí)間占很大比重，各激光廠商紛紛開(kāi)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），缺陷是不僅影響對(duì)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(lái)的整體切割過(guò)程。而用小功率脈沖進(jìn)行穿孔的話，時(shí)間就很長(zhǎng)（12秒），會(huì)導(dǎo)致切割的效率下降和單位成本的提高。

2． 切割面品質(zhì)問(wèn)題

加工中厚板時(shí)經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)切割斷面，這樣的切割不僅成品質(zhì)量受到質(zhì)疑，還會(huì)伴隨著過(guò)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。

3． 整板加工穩(wěn)定性問(wèn)題

在對(duì)國(guó)產(chǎn)鋼材的整板加工中，經(jīng)常會(huì)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(huì)出現(xiàn)。

解決方案

1． 高峰穿孔（HPP）方案

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(kāi)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(duì)炸孔雖然時(shí)間稍長(zhǎng)（3秒），但穿出的孔徑?。sφ4mm）且開(kāi)孔邊緣無(wú)附著物以及入熱較低，便于接下來(lái)的正常切割加工，相比普通穿孔則效率提高了4倍。

2． 切割斷面改善方案

對(duì)于碳鋼來(lái)說(shuō)改善切割斷面的重要因素是控制對(duì)板材的入熱并能保證激光照射部分的充分燃燒。對(duì)于不銹鋼來(lái)說(shuō)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。

3． 保證加工穩(wěn)定性的方案

當(dāng)前為了提高加工機(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(dòng)而加工頭在整個(gè)可加工區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的形式。而為了補(bǔ)償加工頭與光源相對(duì)位置的變化，各廠商也盡可能保證光斑在加工范圍內(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(jiǎn)單卻會(huì)改變焦深，使在對(duì)焦深極為敏感的中厚板切割時(shí)會(huì)顯得力不從心（既要保持光斑不變又要保持焦深不變）。使用等長(zhǎng)光路方式（在可加工范圍內(nèi)光源與加工頭之間光傳播路徑等長(zhǎng)）可避免焦深變化，從而使光斑和焦深都保持一致。另外對(duì)入熱的重視使板材積累的熱量得到控制，可較好地解決穩(wěn)定性問(wèn)題。

審核編輯 黃昊宇