鋁合金激光穿孔方法

對金屬材料進行激光加工時,固態下的金屬對激光的反射率都是很高的,但一旦開始熔融,反射率就會降低,激光會被迅速吸收而使切割得以順利進行。鋁合金對激光的反射率高於一般的金屬,在加工中需要比碳鋼、不鏽鋼等更高的輸出功率,特別是在激光穿孔加工中,會更容易表現得不穩定。要得到良好的加工質量,板材越薄,就越需要將功率條件設置為低輸出功率,加工會因此而變得不穩定。

【原因】

鋁合金和其他金屬相比,對激光的反射率更高,熱傳導率也更大,加工起來比較困難。設置高反射材料的穿孔用焦點位置時,主要是從能獲得最大能量密度的角度出發,一般就把焦點設置在被加工物的表麵(Z=±0)。穿孔不成功的主要原因就在於焦點位置偏離了最佳值,又可分為被加工物原凶和激光加工機原因。





【解決方法】

(1)被加工物原因(圖5.4-2)

在鋁合金中,All00等材料的反射率尤為突出。為了降低材料對激光的反射,可以采取在材料表麵塗抹光束吸收劑的方法。在采購光束吸收劑時,應選擇熔渣防止劑或激光加工用的光束吸收劑。

穿孔不透的現象在加工板材厚度不足1mm的薄板時也時有發生,而且趑薄就越容易發生。在激光照射部發生的局部且瞬間的熱變形,或因輔助氣體壓力而造成的材料凹陷,都會使焦點位置發生偏離,此時就要加強對材料的緊固。





(2)加工機原因(圖5.4-3)

解決焦點位置偏離最佳值的問題,最簡單的方法就是,將加工參數設定為能量密度高的高輸出功率及單位時間內能量密度高的高峰值矩形波脈衝條件。

發生了熱透鏡效應時,也會使加工中的焦點位置發生偏離。解決方法就是清洗光學元件,如仍不能恢複時,則需更換新元件。





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