CN106799544A - 激光穿孔方法 - Google Patents
激光穿孔方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106799544A CN106799544A CN201710051046.XA CN201710051046A CN106799544A CN 106799544 A CN106799544 A CN 106799544A CN 201710051046 A CN201710051046 A CN 201710051046A CN 106799544 A CN106799544 A CN 106799544A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- perforation
- frequency
- laser beam
- setting
- dutycycle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明提出一种激光穿孔方法,分步骤一和步骤二两步完成,步骤一完成瞬间切换到步骤二,步骤一用于穿透待加工的板材的一设定厚度,剩余厚度的待加工的板材的穿透由步骤二完成;两个步骤均选用频率高于设定频率、占空比低于设定占空比的激光束进行穿孔,且步骤二的频率低于步骤一的频率;两个步骤的穿孔高度均大于设定高度,且步骤二的穿孔高度小于步骤一的穿孔高度;以及冲孔气压低于设定气压。能够提高穿孔效率,并提高切割能力。
Description
技术领域
本发明涉及钣金制作的激光切割,尤其涉及到能快速稳定切割小孔的穿孔方法。
背景技术
现有常规的激光穿孔方法,对于8mm板厚的碳钢,目前穿孔工艺保证穿孔时间0.5秒内且稳定切割最小孔径为8mm;对于10mm板厚的碳钢,目前穿孔工艺保证穿孔时间0.5秒内且稳定切割最小孔径为12mm;对于12mm板厚的碳钢,目前穿孔工艺保证穿孔时间0.5秒内且稳定切割最小孔径为14mm。这种穿孔方法,对于小孔加工而言,存在效率低的问题。例如:12mm板厚的碳钢,如果想要稳定切割5mm直径的小孔或缝,穿刺时间正常是7-10秒。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提出一种激光穿孔方法,提高穿孔效率,并提高切割能力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种激光穿孔方法,分步骤一和步骤二两步完成,步骤一完成瞬间切换到步骤二,步骤一用于穿透待加工的板材的一设定厚度,剩余厚度的待加工的板材的穿透由步骤二完成;两个步骤均选用频率高于设定频率、占空比低于设定占空比的激光束进行穿孔,且步骤二的频率低于步骤一的频率;两个步骤的穿孔高度均大于设定高度,且步骤二的穿孔高度小于步骤一的穿孔高度;以及冲孔气压低于设定气压。
其中,所述的设定频率为100HZ,所述的设定占空比为60%;其中,步骤一的激光束的频率选用范围为500-20000HZ,占空比选用范围为5%-60%;步骤二的激光束的频率选用范围为100-1000HZ,占空比选用范围为5%-40%。
其中,步骤一的激光束的频率选用5000HZ,占空比选用30%;步骤二的激光束的频率选用400HZ,占空比选用30%。
其中,所述设定高度为5mm;两个步骤的穿孔高度选用范围均为5-10mm。
其中,步骤一的穿孔高度为8mm;步骤二的穿孔高度为7mm。
其中,所述的设定气压为1.5bar,两个步骤的冲孔气压选用范围均为0.5-1.0bar。
其中,在步骤一切换到步骤二的瞬间,关激光并且保持吹气,形成一个待加工的板材的瞬间冷却过程。
其中,该设定厚度为2/5。
其中,采用自动调焦的切割头,来控制激光束的焦点到待加工的板材的位置。
其中,在12mm以内板厚的碳钢上,穿孔后稳定切割直径0.2-0.3倍板厚的孔。
本发明的有益效果在于,通过巧妙地分两步完成,步骤一完成瞬间切换到步骤二,步骤一用于穿透待加工的板材的一设定厚度,剩余厚度的待加工的板材的穿透由步骤二完成;两个步骤均选用高频率、低占空比的激光束进行穿孔,且步骤二的频率低于步骤一的频率;两个步骤的穿孔高度均大于设定高度,且步骤二的穿孔高度低于步骤一的穿孔高度;以及选用较低的冲孔气压,能够提高穿孔效率,并提高切割能力。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1a和图1b分别是本发明激光穿孔方法步骤一、二的参数配置示意;
图2a、图2b和图2c是现有方法与本发明方法的穿孔效果比较,其中图2a为现有方法,图2b和图2c为本发明方法;
图3是采用本发明方法连续切割小孔的效果示意;
图4是采用本发明方法连续切割缝的效果示意。
具体实施方式
现结合附图,对本发明的较佳实施例作详细说明。
本发明提出一种激光穿孔方法,采用自动调焦的切割头,控制激光焦点到板材的位置,并利用高频率的激光把熔渣变为细小的颗粒排出来。
参见图1a和图1b,图1a和图1b分别是本发明激光穿孔方法步骤一、二的参数配置示意。本发明方法分两步完成,在步骤一完成的瞬间切换到步骤二,步骤一用于穿透待加工的板材B的一设定厚度,剩余厚度的待加工的板材B的穿透由步骤二完成。
步骤一的参数配置有:1、激光束Q1选用高频率、低占空比的激光束。具体而言,激光束Q1的频率选用范围为500-20000HZ,占空比选用范围为5%-60%。在本实施例中,激光束Q1的频率选用5000HZ,占空比选用30%。2、穿孔高度H1(即激光束Q1的焦点与板材B之间的距离)在5mm以上;具体而言,穿孔高度H1的选用范围为5-10mm(保证镜片无污染及气压温和)。在本实施例中,穿孔高度H1选用8mm。3、穿孔气压S1的选用范围为0.5-1.5bar。具体而言,穿孔气压S1选用1.0bar以内。在本实施例中,穿孔气压S1选用0.8bar。其中,穿孔排出的细小颗粒状的熔融物R1,由于穿孔高度高、频率也高并且气压小,所以排出的熔融物细,而且温度低,不易粘在穿孔位置的旁边,从而不会影响到切割。
步骤二的参数配置有:1、激光束Q2选用较高频率、低占空比的激光束。具体而言,激光束Q2的频率选用范围为100-1000HZ,占空比选用范围为5%-40%。在本实施例中,激光束Q2的频率选用400HZ,占空比选用30%。2、穿孔高度H2(即激光束Q2的焦点与板材B之间的距离)在5mm以上。穿孔高度H2小于穿孔高度H1。具体而言,穿孔高度H2选用范围为5-10mm(保证镜片无污染及气压温和)。在本实施例中,穿孔高度H2选用7mm。3、穿孔气压S2的选用范围为0.5-1.5bar。穿孔气压S2选用1.0bar以内。在本实施例中,穿孔气压S2为0.8bar。其中,穿孔排出的细小颗粒状的熔融物R2,由于穿孔高度高、频率也高并且气压小,所以排出的熔融物细,而且温度低,不易粘在穿孔位置的旁边,从而不会影响切割。
值得一提的是,上述步骤一大致穿透到板材B的2/5厚度的位置,剩余的3/5厚度的板材B的穿透由步骤二完成。另外,在实现步骤一与步骤二切换时,存在一个关激光的瞬间过渡阶段,也即:在这个瞬间过渡阶段,激光束Q1和激光束Q2均不存在,这时,保持吹气(也即穿孔气压S1/穿孔气压S2存在)。如此,可以对板材B进行瞬间冷却,确保得到更好的切割效果。
可以理解的是,如果只采用步骤一,由于激光能量的供给比较大,可能出现爆孔现象;如果只采用步骤二,则由于激光能量的供给偏小,穿透板材B所需时间长、效果差。本发明通过巧妙地将步骤一和步骤二有机结合到一起,既能够确保加工质量,又能够提高皆共效率。
采用本发明方法可以大大提高加工效率,以及切割能力。具体而言,对于8mm板厚的碳钢,本发明方法保证穿孔时间0.5秒内且稳定切割最小孔径为2.5mm;对于10mm板厚的碳钢,本发明方法保证穿孔时间0.5秒内且稳定切割最小孔径为2.5mm;对于12mm板厚的碳钢,本发明方法保证穿孔时间0.5秒内且稳定切割最小孔径为2.5mm。对于12mm以内板厚的碳钢,穿孔时间不超过1秒。快速稳定切割最小孔径(直径0.2-0.3倍板厚的孔)提升2-3倍以上。
参见图2a、图2b和图2c,图2a、图2b和图2c是现有方法与本发明方法的穿孔效果比较,其中图2a为现有方法,图2b和图2c为本发明方法。其中,图2a示出了现有方法在12mm板厚的碳钢穿孔的效果,其熔渣分布范围与图2b中的1角硬币的大小基本相当。图2b并示出了本发明方法在12mm板厚的碳钢穿直径为2.5mm的孔的效果。图2c示出了本发明方法在12mm板厚的碳钢穿直径为2.5mm的孔的熔渣分布情形。
参见图3,图3是采用本发明方法连续切割小孔的效果示意。本发明方法应用在10mm板厚的碳钢,连续切割直径为5mm的穿孔1000个以上,未出现不良情况。
参见图4,图4是采用本发明方法连续切割缝的效果示意。本发明方法可以应用到特殊行业,例如:保险柜的10mm板厚的碳钢,切割宽度为0.8mm的缝。
本发明的有益效果在于,通过巧妙地分两步完成,步骤一完成瞬间切换到步骤二,步骤一用于穿透待加工的板材B的一设定厚度,剩余厚度的待加工的板材B的穿透由步骤二完成;两个步骤均选用高频率、低占空比的激光束Q1、Q2进行穿孔,且步骤二的频率低于步骤一的频率;穿孔高度H1/H2大于设定高度,且步骤二的穿孔高度H2低于步骤一的穿孔高度H1;以及选用较低的冲孔气压S1、S2,能够提高穿孔效率,并提高切割能力。
应当理解的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,对本领域技术人员来说,可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改和替换,都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种激光穿孔方法,其特征在于:分步骤一和步骤二两步完成,步骤一完成瞬间切换到步骤二,步骤一用于穿透待加工的板材的一设定厚度,剩余厚度的待加工的板材的穿透由步骤二完成;两个步骤均选用频率高于设定频率、占空比低于设定占空比的激光束进行穿孔,且步骤二的频率低于步骤一的频率;两个步骤的穿孔高度均大于设定高度,且步骤二的穿孔高度小于步骤一的穿孔高度;以及冲孔气压低于设定气压。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的设定频率为100HZ,所述的设定占空比为60%;其中,步骤一的激光束的频率选用范围为500-20000HZ,占空比选用范围为5%-60%;步骤二的激光束的频率选用范围为100-1000HZ,占空比选用范围为5%-40%。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤一的激光束的频率选用5000HZ,占空比选用30%;步骤二的激光束的频率选用400HZ,占空比选用30%。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述设定高度为5mm,两个步骤的穿孔高度选用范围均为5-10mm。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤一的穿孔高度为8mm;步骤二的穿孔高度为7mm。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的设定气压为1.5bar,两个步骤的冲孔气压选用范围均为0.5-1.0bar。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在步骤一切换到步骤二的瞬间,关激光并且保持吹气,形成一个待加工的板材的瞬间冷却过程。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:该设定厚度为2/5。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:采用自动调焦的切割头,来控制激光束的焦点到待加工的板材的位置。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法,其特征在于:在12mm以内板厚的碳钢上,穿孔后稳定切割直径0.2-0.3倍板厚的孔。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710051046.XA CN106799544B (zh) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 激光穿孔方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710051046.XA CN106799544B (zh) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 激光穿孔方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106799544A true CN106799544A (zh) | 2017-06-06 |
CN106799544B CN106799544B (zh) | 2019-06-14 |
Family
ID=58987295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710051046.XA Active CN106799544B (zh) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 激光穿孔方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106799544B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107297574A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-27 | 奔腾激光(温州)有限公司 | 一种激光切割机切割头调焦方法 |
CN109530933A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-29 | 无锡洲翔激光设备有限公司 | 一种厚板快速穿孔切割小孔的工艺 |
CN110014237A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-16 | 无锡洲翔激光设备有限公司 | 一种中厚不锈钢板快速穿孔工艺 |
CN110773885A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-11 | 济南邦德激光股份有限公司 | 一种激光穿孔方法 |
CN112077462A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 伯纳激光科技有限公司 | 一种应用于碳钢的激光穿孔方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001321975A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-20 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | レーザ切断方法 |
CN202097498U (zh) * | 2011-03-23 | 2012-01-04 | 江苏亚威机床股份有限公司 | 激光光束切割穿孔装置 |
CN103878494A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-06-25 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 激光穿孔方法以及激光切割通孔的方法 |
CN103962734A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 江苏金方圆数控机床有限公司 | 激光切割快速变焦机构及快速变焦穿孔方法 |
CN104439721A (zh) * | 2013-09-18 | 2015-03-25 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 采用紫外激光器在胶片上打孔径为微米级别的孔的方法 |
CN105834598A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-10 | 武汉天琪激光设备制造有限公司 | 一种激光穿孔钢板的方法 |
-
2017
- 2017-01-23 CN CN201710051046.XA patent/CN106799544B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001321975A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-20 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | レーザ切断方法 |
CN202097498U (zh) * | 2011-03-23 | 2012-01-04 | 江苏亚威机床股份有限公司 | 激光光束切割穿孔装置 |
CN104439721A (zh) * | 2013-09-18 | 2015-03-25 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 采用紫外激光器在胶片上打孔径为微米级别的孔的方法 |
CN103878494A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-06-25 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 激光穿孔方法以及激光切割通孔的方法 |
CN103962734A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 江苏金方圆数控机床有限公司 | 激光切割快速变焦机构及快速变焦穿孔方法 |
CN105834598A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-10 | 武汉天琪激光设备制造有限公司 | 一种激光穿孔钢板的方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107297574A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-10-27 | 奔腾激光(温州)有限公司 | 一种激光切割机切割头调焦方法 |
CN107297574B (zh) * | 2017-06-23 | 2019-01-04 | 奔腾激光(温州)有限公司 | 一种激光切割机切割头调焦方法 |
CN109530933A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-03-29 | 无锡洲翔激光设备有限公司 | 一种厚板快速穿孔切割小孔的工艺 |
CN109530933B (zh) * | 2018-11-15 | 2020-11-10 | 无锡洲翔激光设备有限公司 | 一种厚板快速穿孔切割小孔的工艺 |
CN110014237A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-16 | 无锡洲翔激光设备有限公司 | 一种中厚不锈钢板快速穿孔工艺 |
CN110014237B (zh) * | 2019-04-10 | 2020-11-10 | 无锡洲翔激光设备有限公司 | 一种中厚不锈钢板快速穿孔工艺 |
CN110773885A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-11 | 济南邦德激光股份有限公司 | 一种激光穿孔方法 |
CN110773885B (zh) * | 2019-11-05 | 2022-02-15 | 济南邦德激光股份有限公司 | 一种激光穿孔方法 |
CN112077462A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-15 | 伯纳激光科技有限公司 | 一种应用于碳钢的激光穿孔方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106799544B (zh) | 2019-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106799544A (zh) | 激光穿孔方法 | |
CN103071928B (zh) | 一种环形脉冲激光加工碳纤维复合材料小孔的方法 | |
CN105081579B (zh) | 一种激光加工方法 | |
EP2716398A1 (en) | Optical systems and laser processing apparatus comprising such optical system | |
CN106715038A (zh) | 激光加工方法及激光加工装置 | |
NO331670B1 (no) | Overflatemodifisering | |
JP5616109B2 (ja) | レーザピアシング方法 | |
EP2631030A1 (en) | Laser cutting method | |
CN102756214A (zh) | 一种激光穿孔加工方法 | |
CN103962734A (zh) | 激光切割快速变焦机构及快速变焦穿孔方法 | |
CN113210893B (zh) | 一种复合激光打孔方法及激光打孔装置 | |
CN106271058A (zh) | 板材上进行激光切割低于板材厚度直径圆孔的工艺 | |
CN110293325A (zh) | 一种厚板激光切割方法 | |
CN110293326A (zh) | 一种双光束激光切割厚板的方法 | |
CN109202226A (zh) | 基于k-tig的双面双弧穿孔焊接方法 | |
CN107283069B (zh) | 一种激光切割的收刀工艺 | |
CN110293324A (zh) | 一种电磁场辅助激光切割方法 | |
CN115570281A (zh) | 一种激光加工覆铜板的方法 | |
CN111390386B (zh) | 一种兼容材料压合间隙的激光叠焊方法 | |
CN109773489A (zh) | 一种断面无撕裂区的金属剪切方法及金属剪切设备 | |
JP6310605B1 (ja) | レーザ溶接形鋼およびその製造方法 | |
CN113118650B (zh) | 一种厚板激光穿孔加工方法 | |
CN115519259B (zh) | 一种高频电流辅助双光束激光切割方法 | |
CN111618430A (zh) | 激光穿刺方法及相应控制器、激光加工机和可读程序载体 | |
CN108526684A (zh) | 一种钛合金滤芯大深径比通孔的纳秒激光加工装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |