[發明專利]一種激光穿孔鋼板的方法

有效

• 申請號: 201610412215.3
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN105834598B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 胡中元;羅靖;李學文
• 申請（專利權）人: 武漢天琪激光設備制造有限公司
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/142;B23K26/046
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙)11357
• 代理人: 劉洪勛

技術領域

本發明涉及激光切割技術領域，具體來講是一種激光穿孔鋼板的方法。

背景技術

激光切割是用聚焦鏡片將激光束聚焦在材料表面使材料熔融同時用于激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的噴渣，并使激光束與材料沿著一定的軌跡作相對運動，從而形成一定的切縫來實現激光切割；但所有的切割必須源于板材穿孔后才能形成切割；換句話說要想切割穩定效果好，穿孔是第一部；所以穿孔在激光切割中占據很重要的地位，它影響著切割的效果，生產的效率，切割的穩定性。優質的穿孔對于切割的影響非常大，所有切割之前都必須完成穿孔，穿孔迅速和穿孔影響面積小使得激光機能夠在厚鋼板上完成精細零件的切割。

傳統的激光切割機在厚鋼板是無法切割精細零件的，因為厚鋼板在穿孔過程中穿孔質量不好影響的區域面積可達30平方厘米，因此面積小于等于30平方厘米的圖像是無法完成切割，同時因為穿孔的熱影響，穿孔點周圍50平方厘米的區域是無法完成高質量切割的，這極大影響了激光切割機性能。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種激光穿孔鋼板的方法，避免了穿孔的熱影響，實現了厚鋼板高質量穿孔。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：一種激光穿孔鋼板的方法，基于激光切割機實現，該激光切割機包括激光頭、激光功率調節器和氣瓶，且激光功率調節器通過光纖與激光頭相連，氣瓶通過管道與激光頭相連；所述激光頭內部設置有一個高度可調節的聚焦鏡片，激光頭的底部設置有一個錐形結構的切割噴嘴，且錐尖朝下；所述切割噴嘴內設置有一個與其同軸的錐形筒，該錐形筒將切割噴嘴內部分隔成內層和外層兩部分；所述激光穿孔鋼板的方法包括爆破穿孔和漸進穿孔兩個大步驟，其中，爆破穿孔包括以下步驟：步驟S11.利用激光功率調節器，將激光功率調節為800～900W，激光頻率調節為10～20Hz；步驟S12.調節聚焦鏡片的高度，使得焦點位于鋼板上方12～15mm處；步驟S13.切割噴嘴對鋼板進行爆破穿孔，同時，氣瓶將輔助氣體送入切割噴嘴，氣體通過錐形筒后形成漩渦，將爆破穿孔過程中產生的殘渣吹走；步驟S14.根據切割噴嘴與材料之間高度的對位差，在鋼板表面形成一個直徑不大于2mm、深度為鋼板厚度30％的凹坑；漸進穿孔包括以下步驟：步驟S21.利用激光功率調節器，將激光功率調節為500～600w，激光頻率調節為1500～2000Hz；步驟S22.調節聚焦鏡片的高度，使得焦點位于鋼板上方3mm處；步驟S23.切割噴嘴對鋼板的凹坑處進行漸進穿孔，同時，氣瓶將輔助氣體送入切割噴嘴，氣體通過錐形筒后形成漩渦，防止鋼板在漸進穿孔過程中產生飛濺；步驟S24.最終在鋼板上形成一個錐形通孔即可。

在上述技術方案的基礎上，所述聚焦鏡片的焦距為125mm。

在上述技術方案的基礎上，所述激光頭的功率輸出的范圍為10～2000w。

在上述技術方案的基礎上，所述切割噴嘴的孔徑范圍為1.0-3.0mm。

在上述技術方案的基礎上，步驟S23中，切割噴嘴噴出的氣流量為0.5bar。

本發明的有益效果在于：

本發明中，切割噴嘴內設置有一個與其同軸的錐形筒，該錐形筒將切割噴嘴內部分隔成內層和外層兩部分。切割時，氣體通過錐形筒后能夠形成漩渦，這樣出來的氣流會更集中更均勻，利于切割加工。另外，將激光穿孔鋼板的方法分為爆破穿孔和漸進穿孔兩個大步驟，在厚鋼板穿孔過程中采用特定的能量，配合實時變化的焦點位置，實時變化的激光功率以及合適的氣流量，避免了穿孔的熱影響，實現了厚鋼板高質量穿孔(該孔的直徑不大于2mm)。

附圖說明

圖1為本發明實施例中激光切割機的工作原理圖。

附圖標記：

1-激光頭；11-聚焦鏡片；12-切割噴嘴；

2-激光功率調節器；21-光纖；

3-氣瓶；31-管道；

4-鋼板。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1所示，本發明實施例提供了一種激光穿孔鋼板的方法，基于激光切割機實現，該激光切割機包括激光頭1、激光功率調節器2和氣瓶3，且激光功率調節器2通過光纖21與激光頭1相連，氣瓶3通過管道31與激光頭1相連；激光頭1內部設置有一個高度可調節的聚焦鏡片11，具體的，激光頭1的功率輸出的范圍為10～2000w。聚焦鏡片11的焦距為125mm。