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        一文解析秒懂激光穿孔兩種穿孔模式

        2022/10/23 22:45:01??????點擊:

        激光切割是將激光束照射到待切割材料上,使材料升溫熔化并汽化,并用高壓氣體吹走熔融物,形成孔洞,然后光束在材料上移動,孔洞連續形成一條切縫。

        一般的熱切割技術,除少數情況可以從板材邊緣開始外,多數要在板上穿一個小孔,然后再從小孔處開始切割。

        一文解析激光穿孔,秒懂兩種穿孔模式

        激光穿孔原理

        激光穿孔的基本原理為:當一定能量的激光束照射在金屬板材表面時,除一部分被反射以外,被金屬吸收的能量使金屬熔化形成金屬熔融池。而熔融的金屬相對金屬表面的吸收率增加,即能夠更多地吸收能量加速金屬的熔融。此時適當地控制能量和氣壓就能除去熔池內的熔融金屬,并不斷地加深熔池,直至穿透金屬。

        在實際應用中,穿孔通常分為兩種方式:脈沖穿孔和爆破穿孔。

        脈沖穿孔

        脈沖穿孔的原理是采用高峰值功率、低占空比的脈沖激光照射待切割板材,使少量材料熔化或汽化,并在不斷擊打與輔助氣體的共同作用之下被排出所穿孔徑,并不斷循序漸進直至穿透板材。

        激光照射的時間是斷續的,同時其使用的平均能量比較低,因此被加工材料全體所吸收的熱量相對較少。穿孔周圍的殘熱影響較少,在穿孔部位殘留的殘渣也較少。這樣穿出的孔也比較規則且尺寸較小,對開始的切割也基本不會產生影響。

        其過程如下圖所示:在激光束照射到被加工物上后,首先會加熱材料表面,如(A)所示;隨著加熱逐漸深入起到穿孔的作用,即(B)~(C)~(D),直到最后(E)所示的穿透。整個穿孔過程不是一次完成的,而是多次不斷循序漸進,逐漸深入,直到穿透。因此,該方法穿孔的時間相對較長;但是,得到的孔較小,對周圍的熱影響也更小。

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        爆破穿孔

        爆破穿孔的原理:用一定能量的連續波激光束照射于被加工物體,使其大量的吸收能量而熔融,形成一個凹坑,然后由輔助氣體將熔融材料去除形成一個孔,達到快速穿透的目的。

        由于激光持續照射,爆破穿孔的孔徑較大,且飛濺較厲害,不適用于精度要求較高的切割。

        一文解析激光穿孔,秒懂兩種穿孔模式

        整個過程如上圖所示:將焦點設置在高于材料的表面、加大穿孔的孔徑來迅速加熱。雖然這種穿孔方式會產生大量的熔融金屬、并濺射到加工材料表面,卻可以大大縮減穿孔時間。

        兩種穿孔方式的實際效果如下圖所示。在大多數情況下,脈沖穿孔質量優于爆破穿孔。

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