[发明专利]一种高速激光穿孔方法

说明书

本发明公开了一种高速激光穿孔方法，具体包括以下步骤：S1、工件的准备：首先对待穿孔的工件进行机加工处理来适应激光穿孔设备的夹具，S2、安装工件：将步骤S1机加工完成后的待穿孔工件安装于激光穿孔设备的工作台夹具上；S3、校准准备，S4、一次穿孔切割，S5、二次穿孔切割，本发明涉及激光穿孔技术领域。该高速激光穿孔方法，通过脉冲激光增加峰值功率，来提高穿孔效率，并在保证激光光斑不会打在喷嘴的前提下，适当降低穿孔焦点来虽短穿孔时间和提升穿孔的稳定，通过控制氧气穿孔气压与切割气压相当，来使提升切割效率，同时在多级穿孔之间增加停光吹气，来避免对厚板穿孔时出现爆孔，确保切割稳定。

技术领域

本发明涉及激光穿孔技术领域，具体为一种高速激光穿孔方法。

背景技术

光纤激光切割机是利用光纤激光发生器作为光源的激光切割机。光纤激光器是国际上新发展的一种新型光纤激光器输出高能量密度的激光束，并聚集在工件表面上，使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化，通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割，光纤切割技术最重要的优势是其能效性，凭借光纤激光完整的固态数字模块、单一设计，光纤激光切割系统拥有高于二氧化碳激光切割的电光转换效率，对于二氧化碳切割系统的各个电源单元来说，实际一般利用率约为8％至10％。而对于光纤激光切割系统来说，用户可以期望更高的电源效率，大约在25％至30％间，光纤切割系统整体消耗的能源比二氧化碳切割系统少约3至5倍，使得能效提高至大于86％。

光纤激光切割一般采用高峰值功率的脉冲激光方式，使少量材料熔化，碳钢切割常用氧气作为辅助气体，每个脉冲激光会产生较小的微粒喷射、逐渐深入，这样穿孔直径较小，喷起熔渣少，切割起步更平稳。脉冲穿孔方式须有较好的气路控制系统，以实现气体种类、气体压力的精细控制，先用一个很短的时间破一下板子表面的氧化层、渣子等再极速穿孔，但目前的激光穿孔存在以下缺陷：

1)厚板穿孔时容易出现爆孔现象，易造成切割不稳定、镜片和喷嘴损坏的问题；

2)传统的穿孔方式，每次到达设定高度再按设定的功率、频率和占空比参数出光，穿孔时间长，效率低下。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高速激光穿孔方法，解决了现有激光穿孔方法对厚板穿孔时容易出现爆孔现象，易造成切割不稳定、镜片和喷嘴损坏的问题，且传统的穿孔方式，每次到达设定高度再按设定的功率、频率和占空比参数出光，穿孔时间长，效率低下的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高速激光穿孔方法，具体包括以下步骤：

S1、工件的准备：首先对待穿孔的工件进行机加工处理来适应激光穿孔设备的夹具；

S2、安装工件：将步骤S1机加工完成后的待穿孔工件安装于激光穿孔设备的工作台夹具上；

S3、校准准备：先对激光穿孔设备脉冲激光的峰值功率进行加权编程，再对光校准，再在保证激光光斑不会打在喷嘴的前提下，将穿孔焦点降低0.5-0.9cm，并控制激光穿孔设备的氧气穿孔气压与切割气压相同；

S4、一次穿孔切割：启动激光穿孔设备穿破步骤S2安装好的待加工工件表面的杂质，再经过1-2min预穿孔工件所需厚度，然后关闭激光，启动吹气设备内的氧气穿孔泵气设备对工件的穿孔位置吹气；

S5、二次穿孔切割：吹气完成后，启动激光切割设备继续对工件进行穿孔切割处理，直至将工件穿孔所需尺寸要求。

优选的，所述步骤S1中对待穿孔工件的机加工处理包括切削、打磨、清洗和烘干处理工序，其中在对待穿孔工件的切削时，需要对待穿孔工件的两侧切削预留出3-5cm的夹持部。