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304精密不銹鋼管加工——激光打孔

隨著科技的進(jìn)步，打孔工藝的種類越來(lái)越多，雖說(shuō)打孔工藝各有優(yōu)劣，但是相比傳統(tǒng)打孔工藝，激光打孔工藝頗多的優(yōu)勢(shì)使其逐漸得到普及。下面來(lái)說(shuō)一下304精密不銹鋼管加工——激光打孔。

激光打孔是最早達(dá)到實(shí)用化的激光加工技術(shù)，也是激光加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。對(duì)于硬度高、厚壁的304精密不銹鋼管，傳統(tǒng)的打孔工藝有點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn)了，但用激光打孔則容易進(jìn)行加工。

一、激光打孔的原理

激光束是一種在時(shí)間上和空間上高度集中的光子流束，其發(fā)散角極小、聚焦性能良好，采用光學(xué)聚焦系統(tǒng)，可以將激光束聚到微米量級(jí)的極小范圍內(nèi)，其功率密度高達(dá)10的8次方~10的15次方W/cm2。當(dāng)這種微細(xì)的高能激光束照射管材上時(shí)，由于這種高強(qiáng)熱源對(duì)材料加熱的結(jié)果，可使得照射區(qū)內(nèi)的溫度瞬時(shí)上升到一萬(wàn)度以上，從而引起被照射區(qū)內(nèi)的材料瞬時(shí)熔化并大量汽化蒸發(fā)，氣壓急劇上升，高速氣流猛烈向外噴射，在照射點(diǎn)上立即形成一個(gè)小凹坑。

隨著激光能量的不斷輸入，凹坑內(nèi)的汽化程度加劇，蒸氣量急劇增多，氣壓驟然上升，對(duì)凹坑的四周產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波作用，致使高壓蒸氣帶著溶液，從凹坑底部高速向外噴射，在304精密不銹鋼管上迅速打出一個(gè)具有一定錐度的小孔來(lái)。

二、激光打孔的方式及方法

單脈沖打孔：由于單脈沖打孔過(guò)程中的許多因素難以控制。例如：從孔道中噴出的材料蒸汽對(duì)激光光束產(chǎn)生無(wú)規(guī)則屏蔽及散射，熔融物未被噴射出去，以及在表面張力作用下熔融物再凝固等，都將引起孔形的畸變和尺寸的變化。所以主要用于對(duì)薄壁不銹鋼管加工盲孔。

多脈沖打孔：它是采用一組重復(fù)周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于材料凝固時(shí)間的極短脈沖激光束進(jìn)行打孔加工，由于多次脈沖激光能量的不斷累積，使照射區(qū)域的材料逐層汽化蒸發(fā)，逐漸將孔加深。

復(fù)制法：指成形面以一定的精度再現(xiàn)光束形狀的打孔方法。

輪廓迂回法：指加工表面的形狀由光線和被加工零件相對(duì)位移的軌跡所決定的打孔方法。

三、激光打孔的優(yōu)點(diǎn)

      1.速度快，效率高，經(jīng)濟(jì)效益好

由于激光打孔是利用高能激光束對(duì)材料進(jìn)行瞬時(shí)作用，作用時(shí)間非常短，因此激光打孔速度非常快。將高效能激光器與精度的機(jī)床及控制系統(tǒng)配合，通過(guò)微處理，效率提高10~1000倍。

       2. 可獲得很大的深徑比

在小孔加工中，深徑比是衡量小孔加工難度的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于用激光打孔來(lái)說(shuō)，激光束參數(shù)較其它打孔方法便于優(yōu)化，所以可獲得比電火花打孔及機(jī)械鉆孔大得多的深徑比。一般情況下，機(jī)械鉆孔和電火花打孔所獲得的深徑比值不超過(guò)10。

        3.無(wú)工具損耗

激光打孔為無(wú)接觸加工，避免了機(jī)械鉆打微孔時(shí)易斷鉆頭的問(wèn)題。

      4. 適用于數(shù)量多、高密度的群孔加工

由于激光打孔機(jī)可以和自動(dòng)控制系統(tǒng)及微機(jī)配合，實(shí)現(xiàn)光、機(jī)、電一體化，使得激光打孔過(guò)程準(zhǔn)確無(wú)誤地重復(fù)成千上萬(wàn)次。結(jié)合激光打孔孔徑小、深徑比大的特點(diǎn)，通過(guò)程序控制可以連續(xù)、高效地制作出小孔徑、數(shù)量大、密度高的群孔。

         5. 清潔無(wú)污染

由于激光打孔過(guò)程與304精密不銹鋼管不接觸，因此加工出來(lái)的管材清潔無(wú)污染。因?yàn)檫@種打孔是一種蒸發(fā)型的、非接觸的加工過(guò)程，它消除了常規(guī)熱絲穿孔和機(jī)械穿孔帶來(lái)的殘?jiān)蚨中l(wèi)生。而且激光加工時(shí)間短，對(duì)被加工的材料氧化、變形、熱影響區(qū)域均較小，不需要特別保護(hù)。

以上就是304精密不銹鋼管加工——激光打孔。對(duì)比傳統(tǒng)打孔工藝，激光打孔幾乎可以對(duì)任何厚度的304精密不銹鋼管進(jìn)行打孔，打孔速度是鉆孔的上百倍，切割面雙面都很光滑，可以電腦繪制任何形狀進(jìn)行打孔。激光打孔工藝不僅能對(duì)置于空氣中的管材打孔，而且也能對(duì)置于真空中或其它條件下的管材進(jìn)行打孔。由此可見(jiàn)，激光打孔工藝是一種高質(zhì)量、快速打孔的有效方法。