厚板切割时，穿孔是整个过程中非常关键且容易出问题的一步。参数调节不当会导致喷嘴损坏、镜片污染、切割品质差，甚至无法穿透。调节穿孔参数的核心思想是：“慢工出细活”。与切割薄板时快速穿透不同，厚板需要更温和、更渐进的方式，将巨大的能量逐步注入到材料深处，并给熔融金属足够的时间排出。
以下是调节穿孔参数需要关注的核心要素和具体步骤：
一、核心参数解析
1. 穿孔功率
· 作用：决定激光能量的强度。
· 调节原则：对于厚板，通常使用低于切割功率的穿孔功率。过高的功率会使材料表面过早汽化，形成“爆点”，飞溅物会猛烈反弹，污染镜片和喷嘴。使用中等功率可以先将材料熔化，再逐步加深。
· 建议：设置为切割功率的 60% - 80%。
2. 穿孔时间
· 作用：激光在同一个点上持续照射的时间。
· 调节原则：这是厚板穿孔最重要的参数。时间太短，无法穿透；时间太长，会造成材料过度熔化、板面沉孔大、底部挂渣多，并浪费气体。
· 建议：需要根据板厚大幅增加。例如，切割20mm钢板可能需要1-2秒，而切割40mm钢板可能需要3-5秒甚至更长。需要实际测试，以刚好穿透且飞溅最小为准。
3. 辅助气体及气压
· 作用：吹走熔融金属，并冷却板材。
· 调节原则：
· 气压：厚板穿孔时，气压不宜过高。高压气会带走大量热量，冷却穿孔点，导致穿孔困难，同时剧烈的气流会激起更多飞溅。应采用较低气压进行穿孔，待穿透后，再切换为正常切割所需的高气压。
· 气体类型：碳钢用氧气，利用其助燃效应产生更多热量。不锈钢和铝合金用氮气，主要依靠吹力，因此气压要求相对高一些，但仍需遵循“先低后高”的原则。
4. 焦点位置
· 作用：决定能量密度最集中的位置。
· 调节原则：厚板切割通常使用负离焦（焦点在板材表面以下），以获得更宽的切口和更好的排渣能力。穿孔时，可以沿用切割的焦点设置，或者使用一个稍正的离焦量（如-3mm改为-1mm），让能量更集中于点，利于起穿。
二、高级穿孔模式与策略
现代激光切割机通常提供多种穿孔模式来优化厚板穿孔：
1. 渐进式/台阶式穿孔
· 这是厚板穿孔的最佳实践！
· 原理：不是用一个固定的参数从头穿到尾，而是将穿孔过程分为几个阶段，每个阶段使用不同的功率和气压。
· 典型三阶段设置：
· 阶段一（预熔化）：较低功率（如50%）、较低气压、较短时间。目的是温和地预热并熔化表面，形成一个引导坑。
· 阶段二（主穿孔）：中等功率（如70%）、中等气压、较长时间。这是主要的穿透阶段，逐步向材料深处推进。
· 阶段三（清渣与过渡）：较高功率（如90%）、较高气压、很短时间。在即将穿透时，用稍高的功率和气压清除底部的熔渣，并为切换到切割参数做准备。
· 优点：极大减少飞溅，保护喷嘴和镜片，穿孔质量高，成功率高。
2. 爆破穿孔
· 原理：使用高功率、高气压在极短时间内强行穿透。
· 适用性：仅适用于薄板。严禁在厚板上使用，否则会造成严重的爆点和飞溅污染。
三、实操步骤与建议
1. 参考设备厂商的专家数据库：首先调用切割机控制系统里为你所用板材和厚度预设的参数库，这是一个非常好的起点。
2. 进行穿孔测试：在不锈钢或废料板上进行单独的穿孔测试。
· 观察穿孔瞬间的声音和火花：平稳的“噗”声和向下喷出的火花表示良好；剧烈的“砰”声和向上反弹的火花表示参数过激。
· 检查穿孔点外观：孔洞圆润、大小适中、边缘光滑为佳。如果孔洞过大、边缘不规则或有大量熔融物堆积，则需要调整。
· 检查板材背面：确认是否完全穿透，以及挂渣情况。
3. 优化顺序：
· 先确定一个保守的穿孔时间（宁长勿短）。
· 然后调节穿孔功率，找到能稳定穿透的最小功率。
· 最后微调气体压力，观察飞溅情况，找到飞溅最少的压力值。
4. 考虑使用“高峰穿孔”功能：部分设备支持在穿孔开始的瞬间给予一个极高的脉冲功率，快速突破材料表面的反射层，然后迅速降为正常的穿孔功率。这对高反射材料（如铝合金、铜）的厚板穿孔特别有效。
四、示例参数（以30mm碳钢，氧气切割为例）
· 切割功率: 4000W
· 切割气压: 1.2 bar
· 穿孔模式: 渐进式穿孔
· 阶段1: 功率 60% (2400W)， 气压 0.5 bar， 时间 0.5s
· 阶段2: 功率 70% (2800W)， 气压 0.7 bar， 时间 2.0s
· 阶段3: 功率 85% (3400W)， 气压 1.0 bar， 时间 0.3s
· 焦点位置: -5mm
总结：
厚板穿孔的关键在于 “控制”——控制能量输入的速度和强度，控制熔融物的排出方式。优先采用渐进式穿孔，遵循“低功率、长时间、低气压”的基本原则，并通过实际测试进行精细微调，这样才能在保护设备的同时，获得完美、可靠的穿孔效果。
