[發(fā)明專利]一種激光切割小孔工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611120442.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN106624386A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川荷斐斯通用設(shè)備制造有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/382
• 分類號(hào): B23K26/382;B23K26/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 孫杰,錢成岑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光切割工藝，尤其是一種激光切割小孔工藝，屬于激光切割技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束對(duì)材料的移動(dòng)，孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫，完成對(duì)材料的切割。

由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。

激光切割切口細(xì)窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達(dá)±0.05mm。

切割表面光潔美觀，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序，無(wú)需機(jī)械加工，零部件可直接使用。

材料經(jīng)過激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形狀好，切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長(zhǎng)方形。

正因?yàn)榧す馇懈罹哂斜姸鄡?yōu)點(diǎn)，故被廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)有的激光切割機(jī)的切割工藝中，當(dāng)開孔的直徑低于金屬壁厚的2.5倍時(shí)，激光切割時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，如金屬板壁厚為5mm時(shí)，激光開孔的直徑不得低于12.5mm，致使激光切割設(shè)備的不能發(fā)揮最大的功效，降低了激光切割機(jī)應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種激光切割小孔工藝，能夠加工直徑小于金屬板壁厚的小孔，最小能夠達(dá)到金屬板壁厚的0.4倍，能夠提高激光切割機(jī)的功效，提高激光切割機(jī)的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種激光切割小孔工藝，包括以下步驟：

步驟1、定位金屬板，將待切割小孔的金屬板放置于加工平臺(tái)上，夾緊定位；

步驟2、設(shè)置匹配小孔輪廓的激光運(yùn)動(dòng)軌跡；

步驟3、設(shè)置激光切割機(jī)工藝參數(shù)，功率為1500W-2500W、脈沖頻率為60HZ-120HZ；

步驟4、切割成型，激光切割機(jī)結(jié)合輔助氣體穿孔并按照運(yùn)動(dòng)軌跡完成切割。

所述的小孔，是指金屬板開孔的直徑小于金屬板壁厚，最小能夠達(dá)到金屬板壁厚的0.4倍，而現(xiàn)有技術(shù)開孔直徑不得小于金屬板壁厚2.5倍，故本發(fā)明提高了激光切割機(jī)的功效，使激光切割機(jī)應(yīng)用范圍更加廣泛。

采用本發(fā)明，首先在步驟1中，對(duì)切割小孔的金屬板安放、定位和夾緊，才能使在切割過程中，金屬板保持穩(wěn)定，避免在切割過程中金屬板擺動(dòng)，影響小孔的加工精度。

然后在步驟2中，按照待切割小孔的輪廓設(shè)置激光運(yùn)動(dòng)軌跡，保證切割完成后，金屬板上小孔滿足加工需求。

然后在步驟3中，設(shè)置激光切割機(jī)工藝參數(shù)，如果參數(shù)過小會(huì)造成穿不透金屬板，如果參數(shù)過大會(huì)造成過燒，使小孔的加工精度得不到保證，所以在切割金屬板時(shí)，合適的工藝參數(shù)顯得尤為重要，為了得到合適工藝參數(shù)，通過多年的實(shí)踐，多次試驗(yàn)，終于掌握了一套完善的小孔切割技術(shù)，如金屬板壁厚為5mm時(shí)，可采用的工藝參數(shù)可以是：功率為1500W、脈沖頻率為60HZ；金屬板壁厚為16mm時(shí)，可采用的工藝參數(shù)可以是：功率為2500W、脈沖頻率為120HZ。需要說(shuō)明的是本說(shuō)明書所列舉的示例值只是優(yōu)選的數(shù)值，便于理解本發(fā)明，在該數(shù)值上下波動(dòng)的狀態(tài)下，也是能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的。

最后在步驟4中，對(duì)小孔進(jìn)行切割成型，激光切割機(jī)結(jié)合輔助氣體穿孔并按照運(yùn)動(dòng)軌跡完成切割，輔助氣體能夠吹掉熔化的液態(tài)金屬，避免了冷卻后小孔上出現(xiàn)金屬瘤的情況；激光切割機(jī)按照預(yù)先設(shè)定好的運(yùn)動(dòng)軌跡和工藝參數(shù)對(duì)金屬板進(jìn)行切割，完成對(duì)小孔的加工。

進(jìn)一步的，步驟1中，金屬板壁厚為5mm-16mm，小孔的直徑為2mm-5mm。如金屬板壁厚為5mm時(shí)，可切割的小孔直徑為2mm，金屬板壁厚為16mm時(shí)，可切割的小孔直徑為5mm。

進(jìn)一步的，步驟1中，金屬板為碳鋼、不銹鋼、鋁或鋁合金。

進(jìn)一步的，步驟2中，運(yùn)動(dòng)軌跡的起始點(diǎn)設(shè)置于小孔輪廓線內(nèi)側(cè)，經(jīng)切入線引入小孔輪廓線。由于穿孔時(shí)需要比切割時(shí)更大的熱輸入，穿孔點(diǎn)的金屬熔化面積比切割過程中的大，能夠避免加工完成后小孔出現(xiàn)缺口的情況。

進(jìn)一步的，所述起始點(diǎn)設(shè)置于小孔輪廓線的中心。本設(shè)計(jì)的目的是使穿孔點(diǎn)最大的遠(yuǎn)離小孔輪廓線，減小穿孔點(diǎn)的熱量影響小孔切割，同時(shí)便于穿孔點(diǎn)的設(shè)置。

進(jìn)一步的，步驟4中，激光切割機(jī)噴嘴與金屬板的距離為0.7mm-1.5mm。如金屬板壁厚為5mm時(shí)，噴嘴與金屬板的距離為1.5mm，金屬板壁厚為16mm時(shí)，噴嘴與金屬板的距離為0.7mm。