厚板穿孔有残渣影响切割怎么办

厚板穿孔后产生残渣（也称熔渣或挂渣）是激光切割中非常常见的问题，尤其在切割碳钢时。这些残渣会严重影响切割断面质量、尺寸精度，甚至可能损坏喷嘴和镜片。

这个问题通常可以通过系统性的调整来解决。以下是详细的排查和解决方法，可以从易到难逐一尝试：

一、 立即可做的操作与检查

1. 检查并更换喷嘴：

   · 喷嘴状态：喷嘴孔径是否因碰撞或烧损而变大、不圆？即使微小的损伤也会极大影响气流稳定性。

   · 喷嘴型号：确保使用了适合厚板切割的喷嘴型号（通常孔径较大，如φ2.0或以上）。孔径太小会导致气流量不足，无法有效吹走熔渣。

   · 喷嘴同心度：确保喷嘴与激光头完全同心。不同心会导致气流偏斜，切割能力不均。

2. 检查气体纯度和压力：

   · 气体纯度：切割碳钢必须使用纯度99.95%以上的氧气（O2）。氧气纯度不足会显著降低助燃效果，导致切割速度变慢，残渣增多。

   · 气体压力：

     · 穿孔压力：厚板穿孔时需要较高的气压（通常高于切割压力）来爆破开孔，防止金属液喷溅回弹堵塞喷嘴。检查您的设备是否设置了独立的“穿孔压力”。

     · 切割压力：压力并非越高越好。压力过高会在板材表面形成涡流，反而降低排除熔渣的效果，并冷却板材。需要根据板厚和速度找到一个最佳压力值（可以参考设备厂商提供的参数表作为起点进行微调）。

二、 优化切割工艺参数（核心解决方案）

这是解决残渣问题最关键的一步。请重点关注以下参数：

1. 穿孔参数优化：

   · 穿孔高度：适当增加穿孔高度，防止喷溅物反弹损坏喷嘴和保护镜。

   · 穿孔时间：确保穿孔时间足够长，让孔完全打透。厚板未完全穿透就开始切割，必然会产生大量残渣。但时间也不宜过长，以免过度烧熔板材。

   · 渐进式穿孔：对于非常厚的板材（如20mm以上），采用渐进脉冲穿孔方式。即激光以脉冲方式输出，分多个阶段由低功率逐渐升高到高功率，同时喷嘴高度逐渐下降。这种方式能有效控制喷溅，打出更干净的孔。

2. 切割参数优化：

   · 激光功率：功率不足是产生底部挂渣的主要原因。适当提高激光功率可以保证有足够的能量熔化金属。

   · 切割速度：速度过快，激光能量来不及熔化整个板材，熔渣会被来不及吹走就凝固在下边缘；速度过慢，则会造成过度燃烧，断面粗糙且挂渣可能更严重。适当降低速度是解决底部挂渣的常用方法。

   · 焦点位置：

     · 焦点位置对断面质量和挂渣影响巨大。

     · 对于厚板，通常使用负离焦（焦点位于板材表面以下），这样可以扩大切口底部的光斑直径，使能量分布更均匀，有利于底部材料的充分熔化。

     · 尝试将焦点向下调整（例如从-3mm调到-4mm或-5mm）是消除底部挂渣的有效手段。

   · 频率和占空比：对于厚板，可以尝试降低频率，增加单个脉冲的能量，有助于更好地穿透和熔化材料。

三、 设备维护与保养

1. 清洁光学镜片：定期检查并清洁聚焦镜和保护镜。镜片上的污渍会降低激光功率，导致切割能力下降，从而产生残渣。

2. 校准光路：确保激光光束从谐振腔到切割头都处于中心位置。光路不正会导致聚焦光斑不对称，切割效果变差。

四、 针对不同残渣类型的总结与快速对策

操作建议：

· 每次只调整一个参数，并做好记录，以便准确判断是哪个参数起了作用。

· 进行试切：在正式切割前，用小块材料进行参数测试，找到最佳效果后再进行批量生产。

· 查阅手册：参考设备制造商提供的针对不同材料和厚度的推荐参数表，作为调试的起点。

如果以上所有方法都尝试过后问题依然存在，可能需要联系设备供应商的技术支持，检查激光器输出功率是否衰减、或控制系统是否存在问题。