激光束打孔的工艺规律

2005/3/4/14:35    1) 工件材料和表面状态的影响

    工件对一定波长激光的吸收效率与工件材料的吸收光谱有关，也受工件表面的粗糙度和明暗度的影响。应根据工件材料合理选用激光器。如：在宝石轴承上打孔时，一般使用能输出波长为0．69μm或1．06μm的激光束激光器。对于高反射率和高透射率的工件要在打孔前做打毛或黑化处理。

    2)加工表面与物镜焦点间距离的影响

    焦点位置对于孔的形状和深度有很大影响。当焦点位置很低时，透过工件表面的光斑面积很大，不仅会产生很大的喇叭口，而且由于能量密度减小而影响加工深度。如焦点位置太高会使光斑面积随着深入工件表面而愈来愈大，以致无法将孔打透。一般应使焦点恰恰在或者微低于工件表面为宜。

    3)聚焦物镜焦距和激光束发散角的影响

    发散角小的激光束经短焦距的物镜聚焦以后，可以形成很小的光斑和很高的能量密度，激光束对工件的穿透力大，从而打出细而深的、锥度小的孔。

    所以要尽量减小激光束的发散角，尽可能采用短焦距物镜(20 mm左右)。只有在一些特殊情况下，才选用较长的焦距。

    ４）输出功率与照射时间的影响

    激光输出功率大，照射时间长，工件所获得的激光能量就大。实践表明，当焦点固定在工件表面时，输出的激光能量越大，所打的孔就越大越深，且锥度较小。

    激光的照射时间一般为几分之一到几毫秒。当激光能量一定时，时间太长会使热量传散到非加工区，时间太短则因功率密度过高而使蚀除物以高温气体形式喷出，从而使能量的使用效率降低。

    5）照射次数的影响

    用激光照射一次，加工的深度大约是孔径的五倍左右，且锥度较大。如果用激光多次照射，而不改变焦点位置情况下的多次照射，则可由于光管效应而既不扩大孔径又大大增加孔深，并且减小锥度。

    光管效应：

    孔的深度不与照射次数成比例，加工到一定深度后，由于孔内壁的反射、透射，激光的散射或吸收，以及抛出力减小、排屑困难等原因，使孔前端的能量密度不断减小，加工量也逐渐减小，以致不能继续打下去。