任何一種熱鹽步激光切割技術,除少數(shù)情況可以從板邊緣開始外,一般都必須在板上穿一個小孔。之前在激光沖壓復合機上是用沖頭先沖出一個孔,然后再用激光從小孔處開始進行切割。對于沒有沖壓裝置的鹽步激光切割有兩種穿孔的基本方法：
爆破穿孔——材料經連續(xù)激光的照射后在中心形成一個凹坑,然后由與激光束同軸的氧流很快將熔融材料去除形成一個孔。一般孔的大小與板厚有關,爆破穿孔平均直徑為板厚的一半,因此對較厚的板爆破穿孔孔徑較大,且不圓,不宜在加工精度要求較高的零件上使用,只能用于廢料上。此外由于穿孔所用的氧氣壓力與切割時相同,飛濺較大。
脈沖穿孔——采用高峰值功率的脈沖鹽步激光切割使少量材料熔化或汽化,常用空氣或氮氣作為輔助氣體,以減少因放熱氧化使孔擴展,氣體壓力較切割時的氧氣壓力小。每個脈沖激光只產生小的微粒噴射,逐步深入,因此厚板穿孔時間需要幾秒鐘。一旦穿孔完成,立即將輔助氣體換成氧氣進行切割。這樣穿孔直徑較小,其穿孔質量優(yōu)于爆破穿孔。為此所使用的激光器不但應具有較高的輸出功率;更重要的是光束的時間和空間特性,因此一般橫流CO2激光器不能適應激光切割的要求。此外脈沖穿孔還須要有較可靠的氣路控制系統(tǒng),以實現(xiàn)氣體種類、氣體壓力的切換及穿孔時間的控制。
在采用脈沖穿孔的情況下,為了獲得高質量的切口,從工件靜止時的脈沖穿孔到工件等速連續(xù)切割的過渡技術應加以重視。從理論上講通常可改變加速段的切割條件,如焦距、噴嘴位置、氣體壓力等,但實際上由于時間太短改變以上條件的可能性不大。在工業(yè)生產中主要采用改變激光平均功率的辦法比較現(xiàn)實,具體方法是改變脈沖寬度;改變脈沖頻率;同時改變脈沖寬度和頻率。實際結果表明,第3種效果最好。
