[发明专利]激光穿孔方法以及激光切割通孔的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种激光切割加工领域，特别是涉及一种激光穿孔方法以及激光切割通孔的方法。

【背景技术】

采用激光束对板材进行切割时，必须先进行穿孔，然后以该穿孔为起点进行切割。图1为业界采用传统方式穿孔后的实际效果图，图2是按照图1所示的穿孔进行切割时的实际效果图。请参阅图1，对板材进行穿孔后，板材的表面附着的熔渣比较多，而且堆积有3毫米高。请参阅图2，按照图1所示的穿孔在板材上切割0.8倍板厚小孔时，出现切割过烧现象，容易使板材损坏。

目前传统的穿孔方法有两种：

请参阅图3a及图3b，普通穿孔方法，即采用一束激光束一次直接贯穿板材形成穿孔。采用普通穿孔的方法时，厚板穿孔时间比较长，且穿孔不稳定，穿孔熔渣集中，并且堆积很高。

请参阅图4a及图4b，渐近穿孔方法，即采用一束激光束按照距离渐进的方式撞击板材，形成穿孔。采用渐进穿孔的方法时，穿孔熔渣容易附着在穿孔的周围，并且熔渣在某一方向堆积。

【发明内容】

鉴于上述状况，有必要提供一种减少表面附着的熔渣的激光穿孔方法。

一种激光穿孔方法，包括如下步骤：

步骤a，在距离待加工的板材的板面预定高度h1，采用低频脉冲、高峰值功率的激光束A撞击所述板材的板面预定时间t1，以形成直径为D1的小圆坑；

步骤b，在距离所述板材的板面预定高度h2，采用低频脉冲、高峰值功率的脉冲的激光束B撞击板材的板面预定时间t2，以在所述小圆坑的底部形成一个直径为D2的小圆柱坑，其中，所述预定高度h2小于所述预定高度h1，所述预定时间t2小于所述预定时间t1，所述直径D2小于所述直径D1；以及

步骤c，在距离所述板材的板面预定高度h3，采用高频脉冲、低占空比的激光束C撞击所述板材，直至穿透所述小圆柱坑的底部，其中，所述预定高度h3小于所述预定高度h2。

上述激光穿孔方法至少具有以下优点：

（1）上述激光穿孔方法主要分成三段式进行，在第二阶段采用低频脉冲、高峰值功率的激光束形成直径比小圆坑小的小圆柱坑，从而改变了熔渣的导向，在第三阶段采用高频脉冲、低峰值功率的激光束形成小圆柱坑，使得穿孔熔渣几乎垂直反射出去，从而使得熔渣不容易在板面穿孔位置依附，减少了穿孔喷渣，进而使得切割自然不受影响。

（2）通过采用上述激光穿孔方法的三阶段穿孔控制，可以让中厚板的穿孔表面喷渣较少，不影响切割0.8倍板厚、0.5被板厚的小孔。

（3）通过采用上述激光穿孔方法的三阶段穿孔控制，还可以提高12mm以上碳钢板穿孔的效率。例如，2000W光纤激光切割机穿孔20mm时间大约为15秒，而采用改进后的激光穿孔方法可以将时间缩短为6～7秒。

在其中一个实施例中，所述预定高度h1为35毫米，所述直径D1为3毫米；

或/及，所述预定时间t1小于1.5秒，所述激光束A的脉冲频率为20～50赫兹，峰值功率为2500瓦。

在其中一个实施例中，所述预定高度h2为10毫米，所述直径D2为2毫米；

或/及，所述预定时间t2为1.5～3秒，所述激光束B的脉冲频率为20～50赫兹，峰值功率2000～2500瓦。

在其中一个实施例中，所述激光束C的脉冲频率为1000～2000赫兹，峰值功率为大于等于2000瓦，占空比不大于50%；

或/及，所述预定高度h3为2～3毫米。

在其中一个实施例中，所述板材为钢板。

在其中一个实施例中，所述板材的表面喷涂有保护油，以防止激光切割的喷渣附着在所述板材的表面；

或/及，激光切割头附近设有高压气体喷出装置，所述高压气体喷出装置喷出的高压气体将所述板材表面的喷渣吹走。

同时，本发明还提供一种激光切割通孔。

一种激光切割通孔的方法，包括如下步骤：

采用上述的激光穿孔方法在所述板材上先形成一个所述穿孔；

以所述穿孔为待切割的通孔的圆心，采用激光束D沿所述通孔的半径进行切割，直至切割到所述通孔的圆周线上；

沿所述通孔的圆周线切割一周，形成所述通孔。

在其中一个实施例中，所述激光束D切割至所述通孔的圆周线时暂停预定时间t4后，再进行拐角沿所述通孔的圆周线切割。

在其中一个实施例中，所述预定时间t4为0.4～0.8秒。

在其中一个实施例中，所述通孔为板材厚度的0.5倍或0.8倍的小孔；

或/及，所述激光束D为连续激光。