小孔「孔径不小于板厚」是经验法则,不是定律
孔径小于板厚时切割困难,因为熔体无法排出。脉冲穿孔与工艺调优能把这个界限推得比多数工厂尝试的更远。
作者 LasersNews Desk··1 分钟阅读
常见的经验法则是:激光切孔的直径至少应等于材料厚度。低于这个比例,质量就会下滑:孔出现锥度、挂渣堆积,入口甚至可能根本切不透。
这个限制为何存在
切孔意味着光束沿一个很小的闭合轮廓走一圈。熔融材料必须向下经割缝排出,而在小孔中,辅助气体几乎没有作用空间。气流射流的直径大致等于喷嘴孔径,远大于小孔本身,因此大部分气流是绕过它而不是穿过它。
与此同时,起始穿孔在极小面积上沉积了大量能量,而热量因为无处可去而不断累积。
什么能拓展这个界限
脉冲穿孔。 降低穿孔能量并延长其持续时间,可限制熔坑尺寸以及切割开始前累积的热量。
轮廓段降功率。 以低于周围轮廓的功率和速度切这个小圆,防止过热。
喷嘴选择。 更小的喷嘴集中气流,有帮助,代价是更频繁的更换。
光束整形。 在具备可调环形模式时,提高芯比例可收窄割缝,这对小特征尤其有效。
排序。 在周围材料温度较低时切小孔,而不是紧接着相邻切割之后,可避免热量叠加。
诚实的界限
只要用心,工厂在薄材料上经常能切出远低于 1:1 的孔——在过程控制良好的碳钢上可低至约半个板厚。再往下,质量会以任何参数都无法挽救的方式劣化,此时机械冲孔或钻孔才是正确答案。
为什么这很重要
机械套用 1:1 规则的设计师,有时会为了避开设备其实做得出来的小孔而重新设计零件;反过来,完全无视该约束的设计师,则会规定出注定报废的特征。
有用的做法是:工厂在自己的设备与材料结构上,把自己的界限实测出来,给设计部门一个真实数字,而不是一条从手册继承来的经验法则。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
相关阅读
