激光鐳雕

?激光加工是利用光的能量經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后在焦點(diǎn)上達到很高的能量密度，靠光熱效應來(lái)加工的。 激光加工不需要工具、加工速度快、表面變形小，可加工各種材料。用激光束對材料進(jìn)行各種加工，如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。 
1、穿孔的難度
在切割的開(kāi)始部位加工開(kāi)始加工所需要的孔稱(chēng)做穿孔。板越厚，穿孔就越不穩定?？梢哉f(shuō)，板厚大于12.0 mm的厚板切割中，發(fā)生加工不良現象的70%起因于穿孔不好。為了實(shí)施穩定的穿孔，在這里對穿孔的加工特性進(jìn)行說(shuō)明。
2、穿孔的原理
在穿孔過(guò)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?chē)?。從發(fā)光后對被加工物表面加熱過(guò)程，到緩慢加熱進(jìn)行穿孔作用，直至最后的貫通是連續進(jìn)行的。這個(gè)方法，如果板件厚度大于9.0mm，則穿孔時(shí)間就會(huì )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，出現過(guò)度燃燒現象。CW條件是在被加工物表面的略微上方設定焦點(diǎn)位置，增大加工孔徑，迅速加熱的方法。雖然出現大量熔融金屬，飛散到被加工物表面上，但卻大幅度縮短了加工時(shí)間。
在穿孔的孔壁上也會(huì )出現吸收激光能量的現象。在穿孔加工過(guò)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(shí)間，就要補充被孔壁吸收而被減弱的能量，即在穿孔過(guò)程中有必要增加輸出功率。而且，為了減少對孔壁周?chē)臒嵊绊?，要在增加輸出功率的同時(shí)，盡可能的縮短穿孔時(shí)間，減少激光對孔壁周?chē)恼丈洹?br>3、 對付穿孔中出現缺陷的四個(gè)原則
穿孔過(guò)程中出現缺陷時(shí)，有必要對各種現象進(jìn)行原因分析和找出處理方法。
（1）缺陷發(fā)生的瞬間
要確認是在穿孔的過(guò)程中，還是在穿孔結束后開(kāi)始切割時(shí)發(fā)生的缺陷。如果是穿孔過(guò)程中發(fā)生的，則根據穿孔開(kāi)始或者穿孔過(guò)程中條件切換時(shí)的具體情況，來(lái)修正發(fā)生問(wèn)題的輸出功率和氣壓條件。如果缺陷發(fā)生在穿孔結束之前，那是因為貫通之前切換到切割條件，有必要延長(cháng)穿孔時(shí)間。
如果切割開(kāi)始時(shí)發(fā)生加工缺陷的現象，那是因為在孔的表面周?chē)逊e的熔融金屬部位難以通過(guò)，所以有必要在開(kāi)始位置設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，集中出現穿孔缺陷，那是因為激光光軸和噴嘴中心偏離。這需要調整光路偏離。
如果穿孔位置過(guò)于集中或者是在切割線(xiàn)路的附近進(jìn)行穿孔，由于加工位置溫度過(guò)高，也會(huì )造成穿孔缺陷。
將厚12.Omm的SS400板件作為被加工物，材料溫度從常溫變化到200℃，調查與加工缺陷之間關(guān)系的結果。數據是表示在各溫度條件下進(jìn)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(zhù)尚未過(guò)熱的線(xiàn)路進(jìn)行穿孔和切割。
（3）發(fā)生穿孔不良的時(shí)間
隨著(zhù)加工時(shí)間的推移，加工不良的發(fā)生次數只見(jiàn)增加不見(jiàn)減少時(shí)，其原因可能是發(fā)振器故障引起的輸出功率變動(dòng)。如果增加冷卻時(shí)間就能恢復的話(huà)，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，要確認過(guò)去是否進(jìn)行過(guò)良好加工，確認記錄很重要。如果有過(guò)去加工的記錄，就不需要調整加工條件，可以認定是加工機和光學(xué)部件的缺陷，進(jìn)行檢查找出原因。
4、適當的穿孔條件
被加工物的厚度越厚，穿孔時(shí)間在整體加工時(shí)間中所占的比例就會(huì )增加，對縮短穿孔時(shí)間的要求就會(huì )提高。對穿孔時(shí)間縮短有效的加工條件參數是脈沖峰值輸出功率和脈沖波形及平均輸出功率。
5、 防止在對不銹鋼進(jìn)行穿孔時(shí)出現須狀物
在切割不銹鋼時(shí)，孔表面周?chē)鷷?huì )留下飛散須狀的金屬熔渣，在鏡面及條紋表面材料上會(huì )出現劃傷。而且，須狀金屬熔渣與靜電感應式加工頭的噴嘴發(fā)生接觸時(shí)，會(huì )出現對焦異常的報警。根據板件的薄厚程度，其相應的處理方法也不同。
6、 高反射材料穿孔時(shí)的注意事項
在切割銅、純鋁等高反射材料時(shí)，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(gè)脈沖能量。而且通過(guò)增大氣體壓力，使熔融金屬擠入板件內部，提高加工能力的效果。