3000W激光切割機(jī)穿孔工藝詳解｜穿孔方式、調(diào)試思路及現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)分享
問(wèn)題解答
前段時(shí)間，一位做電氣控制柜的客戶(hù)發(fā)來(lái)一段視頻。
他說(shuō)：
“正式切割沒(méi)有問(wèn)題，就是每次穿孔都會(huì)炸一下，起點(diǎn)位置特別難看。”
后來(lái)我們遠(yuǎn)程查看加工程序，發(fā)現(xiàn)正式切割參數(shù)基本正常，真正影響產(chǎn)品質(zhì)量的，是穿孔工藝。
做售后這些年，我越來(lái)越覺(jué)得：
一塊產(chǎn)品切得好不好，很多時(shí)候不是由正式切割決定，而是從第一槍穿孔開(kāi)始就已經(jīng)決定了。
根據(jù)蘇州兆展數(shù)控科技有限公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)這些年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，很多客戶(hù)把全部精力放在切割速度、焦點(diǎn)和輔助氣體上，卻忽略了穿孔工藝的重要性。
實(shí)際上，對(duì)于3000W激光切割機(jī)來(lái)說(shuō)，穿孔質(zhì)量不僅影響起始位置，還會(huì)影響：
切口質(zhì)量；
穿孔效率；
小孔加工；
飛切穩(wěn)定性；
易損件壽命。
因此，一套穩(wěn)定的穿孔工藝，是保證加工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。
穿孔到底有什么作用？
很多剛接觸激光切割的操作員認(rèn)為：
穿孔只是正式切割前的一個(gè)動(dòng)作。
其實(shí)并不是。
真正到了加工現(xiàn)場(chǎng)，穿孔承擔(dān)著兩個(gè)任務(wù)。
第一：
在板材上建立切割起點(diǎn)。
第二：
為后續(xù)連續(xù)切割創(chuàng)造穩(wěn)定條件。
如果穿孔階段已經(jīng)出現(xiàn)：
熔渣堆積；
燒傷；
爆孔；
小孔變形；
后面的切割質(zhì)量通常也會(huì)受到影響。
所以，我一直建議客戶(hù)：
不要把穿孔看成附屬工藝，而應(yīng)該把它作為獨(dú)立工藝進(jìn)行優(yōu)化。
為什么不同板厚，需要不同穿孔工藝？
不少客戶(hù)都會(huì)問(wèn)：
“為什么昨天加工薄板沒(méi)問(wèn)題，今天換厚板以后就開(kāi)始炸孔？”
原因其實(shí)很簡(jiǎn)單。
隨著板材厚度增加，激光需要穿透更厚的材料。
熔融金屬排出難度也會(huì)不斷增加。
因此：
薄板；
中厚板；
厚板；
通常都會(huì)采用不同的穿孔策略。
真正成熟的工藝，并不是一套參數(shù)加工所有產(chǎn)品，而是根據(jù)：
材料；
板厚；
產(chǎn)品要求；
分別建立對(duì)應(yīng)工藝。
我現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試穿孔，一般先檢查這些地方
很多客戶(hù)一出現(xiàn)爆孔，就開(kāi)始修改穿孔時(shí)間。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，我通常都會(huì)先檢查下面幾個(gè)項(xiàng)目。
第一：保護(hù)鏡
保護(hù)鏡如果受到污染。
激光能量就會(huì)下降。
繼續(xù)修改穿孔工藝，往往效果并不明顯。
因此，每次調(diào)機(jī)之前，我都會(huì)先確認(rèn)保護(hù)鏡狀態(tài)。
第二：噴嘴
噴嘴磨損以后。
輔助氣流容易發(fā)生變化。
很多客戶(hù)覺(jué)得：
還能繼續(xù)使用。
實(shí)際上，對(duì)于穿孔來(lái)說(shuō)，即使輕微偏心，也可能影響熔渣排出。
因此，噴嘴狀態(tài)一定要先確認(rèn)。
第三：焦點(diǎn)位置
焦點(diǎn)決定激光能量集中區(qū)域。
如果焦點(diǎn)位置偏差較大。
穿孔時(shí)間可能增加。
同時(shí)：
燒邊；
爆孔；
都會(huì)更加明顯。
第四：輔助氣體
不同材料采用不同輔助氣體。
供氣穩(wěn)定性直接影響穿孔質(zhì)量。
如果氣路存在：
壓力波動(dòng)；
漏氣；
過(guò)濾器堵塞；
都可能影響穿孔效果。
常見(jiàn)穿孔方式有哪些？
很多客戶(hù)都會(huì)問(wèn)：
“是不是所有材料都采用同一種穿孔方式？”
答案當(dāng)然不是。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加工經(jīng)驗(yàn)，目前常見(jiàn)的穿孔方式包括：
普通穿孔
適用于加工條件相對(duì)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品。
工藝設(shè)置較容易。
漸進(jìn)式穿孔
適合部分較厚板材。
通過(guò)逐步建立熔池，提高穿孔穩(wěn)定性。
分級(jí)穿孔
針對(duì)不同厚度材料，采用分階段控制能量。
能夠減少爆孔和燒邊現(xiàn)象。
小孔穿孔
對(duì)于孔徑較小的產(chǎn)品。
通常需要更加穩(wěn)定的穿孔工藝。
否則容易出現(xiàn)：
孔口燒傷；
尺寸變化；
后續(xù)切口不圓。
需要說(shuō)明的是：
不同控制系統(tǒng)對(duì)穿孔方式的名稱(chēng)和實(shí)現(xiàn)方式可能有所區(qū)別，實(shí)際應(yīng)以設(shè)備所使用的軟件功能和工藝庫(kù)為準(zhǔn)。
一個(gè)真實(shí)案例：一直修改穿孔時(shí)間，真正的問(wèn)題卻在噴嘴
去年，我們到一家做不銹鋼機(jī)柜的企業(yè)調(diào)試設(shè)備。
客戶(hù)一直反映：
穿孔以后起點(diǎn)位置總是燒傷。
他們連續(xù)修改了：
穿孔時(shí)間；
焦點(diǎn)；
切割速度；
效果一直不理想。
后來(lái)檢查設(shè)備以后發(fā)現(xiàn)：
噴嘴已經(jīng)磨損。
噴嘴同心度也出現(xiàn)偏差。
重新更換噴嘴以后，沒(méi)有大幅修改原來(lái)的工藝，穿孔質(zhì)量就明顯改善。
這個(gè)案例再次說(shuō)明：
很多客戶(hù)認(rèn)為是穿孔參數(shù)的問(wèn)題，實(shí)際上設(shè)備狀態(tài)才是真正原因。
穿孔出現(xiàn)不同現(xiàn)象，應(yīng)該優(yōu)先檢查什么？
很多操作員遇到穿孔異常時(shí)，第一反應(yīng)就是修改穿孔時(shí)間。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，這樣做往往效率并不高。
真正到了客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)，我通常都會(huì)先觀(guān)察穿孔后的狀態(tài)，再?zèng)Q定下一步應(yīng)該檢查哪些項(xiàng)目。
下面這張表，是我們培訓(xùn)新操作人員時(shí)經(jīng)常使用的一份參考。
穿孔現(xiàn)象 | 常見(jiàn)原因 | 建議優(yōu)先檢查 |
|---|---|---|
爆孔、炸點(diǎn) | 穿孔能量過(guò)高、焦點(diǎn)偏差、噴嘴異常 | 焦點(diǎn)→噴嘴→穿孔工藝 |
起點(diǎn)燒邊 | 穿孔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、引入線(xiàn)位置不合理 | 穿孔工藝→引入線(xiàn) |
熔渣堆積 | 輔助氣體異常、噴嘴磨損 | 供氣→噴嘴 |
穿孔失敗 | 鏡片污染、焦點(diǎn)偏移、設(shè)備狀態(tài)異常 | 鏡片→焦點(diǎn)→設(shè)備 |
小孔變形 | 穿孔方式不合理、熱輸入過(guò)大 | 穿孔工藝→圖紙 |
起點(diǎn)毛刺 | 穿孔結(jié)束不穩(wěn)定、切割銜接不好 | 穿孔與正式切割銜接 |
很多客戶(hù)看完以后都會(huì)發(fā)現(xiàn)：
真正影響穿孔質(zhì)量的，并不是某一個(gè)參數(shù)，而是整套工藝之間的配合。
我調(diào)試穿孔工藝，一般按照這個(gè)順序
很多客戶(hù)都會(huì)問(wèn)：
“到底應(yīng)該先改哪一個(gè)參數(shù)？”
根據(jù)這些年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，我通常都會(huì)按照下面這個(gè)流程。
第一步：確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)
先檢查：
保護(hù)鏡；
聚焦鏡；
噴嘴；
噴嘴同心度。
這些基礎(chǔ)條件沒(méi)有達(dá)到要求，再修改工藝意義并不大。
第二步：檢查輔助氣體
確認(rèn)：
氣體純度；
壓力穩(wěn)定性；
管路是否漏氣；
過(guò)濾系統(tǒng)是否正常。
很多穿孔異常的問(wèn)題，最終都與供氣狀態(tài)有關(guān)。
第三步：觀(guān)察穿孔效果
正式切割之前，我都會(huì)先觀(guān)察：
穿孔是否順利；
熔渣是否及時(shí)排出；
起點(diǎn)是否平整；
是否出現(xiàn)明顯燒傷。
只有穿孔穩(wěn)定以后，再進(jìn)入正式切割調(diào)試。
第四步：微調(diào)焦點(diǎn)
焦點(diǎn)通常是影響穿孔質(zhì)量的重要因素之一。
建議每次只調(diào)整一個(gè)方向，并及時(shí)試切驗(yàn)證。
這樣更容易找到適合當(dāng)前材料的工藝。
第五步：最后優(yōu)化正式切割
不少操作員一開(kāi)始就修改正式切割速度。
實(shí)際上，如果穿孔階段沒(méi)有做好，后續(xù)再怎么優(yōu)化速度，效果也比較有限。
因此，我更喜歡把正式切割參數(shù)放在最后優(yōu)化。
第二個(gè)真實(shí)案例：穿孔一直失敗，真正的問(wèn)題卻是板材表面
前年，我們到一家做電梯裝飾板的企業(yè)處理問(wèn)題。
客戶(hù)反映：
同樣一套程序。
昨天穿孔正常。
今天卻頻繁失敗。
他們連續(xù)修改了：
穿孔工藝；
焦點(diǎn)；
氣體；
效果都不明顯。
后來(lái)，我們檢查板材以后發(fā)現(xiàn)：
當(dāng)天使用的新板材表面附著了一層較厚的氧化皮。
局部還有少量油污。
清理板材并重新試切以后，穿孔立即恢復(fù)正常。
這個(gè)案例讓我印象很深。
很多客戶(hù)一直在調(diào)參數(shù)，卻忽略了材料本身。
因此，每更換一種材料或者板材批次，都建議重新試切，而不要完全沿用之前的工藝。
三個(gè)最容易踩坑的問(wèn)題
第一：所有板厚使用同一套穿孔工藝
不少企業(yè)建立了一套參數(shù)以后，所有產(chǎn)品都直接調(diào)用。
實(shí)際上，不同板厚、不同材料應(yīng)分別建立工藝。
這樣不僅穿孔更加穩(wěn)定，也方便后續(xù)維護(hù)。
第二：不停修改穿孔參數(shù)，卻不檢查設(shè)備
根據(jù)兆展數(shù)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)這些年的售后記錄，很多穿孔異常并不是參數(shù)問(wèn)題，而是：
噴嘴磨損；
保護(hù)鏡污染；
噴嘴同心度偏移；
氣路異常。
規(guī)范維護(hù)設(shè)備，往往比不斷修改參數(shù)更有效。
第三：忽略穿孔與正式切割之間的銜接
不少客戶(hù)把穿孔和正式切割完全分開(kāi)考慮。
實(shí)際上，兩者屬于同一套加工工藝。
如果銜接不好，即使穿孔成功，也可能導(dǎo)致起點(diǎn)毛刺、燒邊或者尺寸偏差。
兆展工程師的一點(diǎn)建議
根據(jù)兆展數(shù)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)這些年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，我一直建議客戶(hù)建立《穿孔工藝記錄》。
建議記錄：
材料種類(lèi)；
板厚；
噴嘴規(guī)格；
焦點(diǎn)位置；
穿孔方式；
切割效果。
長(zhǎng)期積累以后，再加工相同產(chǎn)品時(shí)，調(diào)機(jī)效率會(huì)明顯提高。
相比在網(wǎng)上尋找所謂”萬(wàn)能穿孔參數(shù)”，建立屬于自己的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)更可靠。
哪些行業(yè)對(duì)穿孔工藝要求更高？
根據(jù)長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，下面這些行業(yè)通常更加重視穿孔質(zhì)量：
電氣控制柜；
不銹鋼機(jī)箱機(jī)柜；
電梯裝飾板；
廚房設(shè)備；
食品機(jī)械；
醫(yī)療器械；
精密鈑金加工。
這些產(chǎn)品很多都屬于外觀(guān)件，穿孔位置處理不好，即使正式切割質(zhì)量很好，也會(huì)影響產(chǎn)品整體品質(zhì)。
對(duì)于同時(shí)使用激光切割機(jī)、等離子切割機(jī)以及其他數(shù)控切割機(jī)的企業(yè)，也建議根據(jù)不同產(chǎn)品建立獨(dú)立工藝，提高生產(chǎn)一致性。
總結(jié)
3000W激光切割機(jī)穿孔工藝，并不是簡(jiǎn)單調(diào)整一個(gè)參數(shù)就能夠解決的問(wèn)題。
真正穩(wěn)定的穿孔，需要設(shè)備狀態(tài)、焦點(diǎn)位置、噴嘴、輔助氣體、材料以及正式切割工藝共同配合。
相比不斷尋找固定參數(shù)，更建議企業(yè)建立屬于自己的穿孔工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，并做好設(shè)備維護(hù)。
只有這樣，才能減少爆孔、燒邊和返工，提高切割效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
常見(jiàn)問(wèn)題（FAQ）
1. 穿孔時(shí)間越長(zhǎng)越好嗎？
不是。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能增加燒邊和熱影響區(qū)，應(yīng)結(jié)合材料和板厚逐步優(yōu)化。
2. 穿孔失敗一定是參數(shù)問(wèn)題嗎？
不一定。噴嘴、保護(hù)鏡、供氣系統(tǒng)、板材狀態(tài)等都會(huì)影響穿孔質(zhì)量。
3. 不同板厚需要不同穿孔工藝嗎？
建議分別建立工藝。不同材料和板厚對(duì)穿孔方式的要求存在明顯差異。
4. 為什么正式切割很好，起點(diǎn)卻總是不好看？
多數(shù)情況下與穿孔工藝、引入線(xiàn)設(shè)計(jì)以及穿孔與正式切割的銜接有關(guān)。
5. 怎樣減少穿孔異常？
建立工藝記錄，規(guī)范設(shè)備維護(hù)，并針對(duì)不同產(chǎn)品不斷優(yōu)化工藝，是提高穩(wěn)定性的有效方法。
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作者
作者：兆展數(shù)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)
從事數(shù)控切割設(shè)備、激光切割設(shè)備、等離子切割設(shè)備技術(shù)服務(wù)15年以上。
長(zhǎng)期為鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械制造、鈑金加工企業(yè)提供設(shè)備選型、工藝優(yōu)化及售后技術(shù)支持。如需了解設(shè)備選型、加工工藝、設(shè)備維護(hù)或激光切割機(jī)、等離子切割機(jī)等金屬切割設(shè)備解決方案，可聯(lián)系在線(xiàn)客服，我們將提供一對(duì)一技術(shù)答疑、設(shè)備選型、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及售后維保服務(wù)。