切割穿孔技術(shù)

任何一種熱切割技術(shù)，除少數(shù)情況可以從板邊緣開始外，一般都必須在板上穿一小孔。早先在激光沖壓復合機上是用沖頭先沖出一孔，然后再用激光從小孔處開始進行切割。對于沒有沖壓裝置的激光切割機有兩種穿孔的基該方法：

⑴爆1破穿孔：（Blast drilling），材料經(jīng)連續(xù)激光的照射后在中心形成一凹坑，然后由與激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小與板厚有關(guān)，爆1破穿孔平均直徑為板厚的一半，因此對較厚的板爆1破穿孔孔徑較大,且不圓，不宜在要求較高的零件上使用（如石油篩縫管），只能用于廢料上。（7）伽馬射線——是波長從10^-10～10^-14米的電磁波。此外由于穿孔所用的氧氣壓力與切割時相同，飛濺較大。

⑵脈沖穿孔：（Pulse drilling）采用高峰值功率的脈沖激光使少量材料熔化或汽化，常用空氣或氮氣作為輔助氣體，以減少因放熱氧化使孔擴展，氣體壓力較切割時的氧氣壓力小。每個脈沖激光只產(chǎn)生小的微粒噴射，逐步深入，因此厚板穿孔時間需要幾秒鐘。一旦穿孔完成，立即將輔助氣體換成氧氣進行切割。這樣穿孔直徑較小，其穿孔質(zhì)量優(yōu)于爆1破穿孔。為此所使用的激光器不但應(yīng)具有較高的輸出功率；更重要的是光束的時間和空間特性，因此一般橫流CO2激光器不能適應(yīng)激光切割的要求。此外脈沖穿孔還需要有較可靠的氣路控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時間的控制。聚焦透鏡焦深越小，焦點光斑直徑就越小，因此控制焦點相對于被切材料表面的位置十分重要。在采用脈沖穿孔的情況下，為了獲得高質(zhì)量的切口，從工件靜止時的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過渡技術(shù)應(yīng)以重視。從理論上講通?？筛淖兗铀俣蔚那懈顥l件：如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等，但實際上由于時間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實，具體方法有以下三種：⑴改變脈沖寬度；⑵改變脈沖頻率；⑶同時改變脈沖寬度和頻率。實際結(jié)果表明，第⑶種效果***1好。

金屬激光切割機加工航空鋁材料的工藝解析

激光設(shè)備在現(xiàn)在的應(yīng)用已經(jīng)屢見不鮮了，特別是金屬激光切割機，在加工各種金屬材料都有很不錯的表現(xiàn)，能夠快遞準確的將金屬鈑金加工成不同的形狀。該技術(shù)應(yīng)用加工在航空材料上，吸引了不少航空制造企業(yè)。

航空機身的旋轉(zhuǎn)器零部件和變速器的制造都是采用大型金屬坯鍛造而成的，機身也包含了一些采用鍛造材料的零件，機身絕大部分都是采用鋁材料。一般，使用7000系列鋅基鋁合金來進行加工，這是因為該合金具有良好的靜止力度和疲勞強度。雖然7000系列鋁材料很適合航空應(yīng)用，但是它們不耐高溫。配有ClassIIIa激光器的產(chǎn)品，空曠地帶***距離是1000m（3300ft）?？焖偌訙?，如焊接和激光切割等操作，會導致微裂痕。微裂痕導致疲勞強度的降低。焊接和激光切割是兩種產(chǎn)生熱致微裂痕的加工。

質(zhì)量和加工控制是至關(guān)重要的。任何給加工帶來不確定因素的過程都必須加以控制或者直接排除。以往，激光切割給不同生產(chǎn)批次之間的質(zhì)量控制和一致性帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

在目前的激光切割系統(tǒng)中，這些激光切割在航空應(yīng)用中的局限性都得到改進，這些局限性包括疲勞性能和制造過程一致性降低的問題?，F(xiàn)在，激光系統(tǒng)在很大程度上減小了熱影響區(qū)域（HAZ）的大小和相應(yīng)的微裂痕。在激光切割過程中，技術(shù)人員已經(jīng)可以對切割參數(shù)進行控制，幷且利用計算器軟件進行精1確的重復。⑵斜板法：用和垂直軸成一角度斜放的塑料板使其水平拉動，尋找激光束的***1小處為焦點。這些技術(shù)進步使得人們對激光切割是否適用于機身結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)重新思考。機身結(jié)構(gòu)主要是7000系列鋁材料制造而成。