經常使用空氣/氮氣切割（通常指以壓縮空氣作為輔助氣體的熔化切割）時，提高穿孔效率是一個關鍵問題，因為它直接影響到整體的加工速度和噴嘴、消耗件的壽命。空氣/氮氣切割穿孔效率低的主要原因在于：
能量密度不足：空氣的純度（通常含有約20%的氧氣和雜質）和壓力不如高純氧氣或高純氮氣，導致激光能量無法像專用氣體那樣高效地集中在一點上擊穿材料。
氧化反應輔助弱：空氣中的氧氣濃度不足以像純氧穿孔那樣提供劇烈的放熱反應來輔助穿透。
熔渣和飛濺：不穩定的穿孔過程會產生更多熔渣，這些熔渣飛濺并附著在噴嘴和保護鏡片上，進一步影響后續的穿孔和切割效果。
要提高穿孔效率，需要從設備參數優化、工藝技巧和設備維護三個方面入手。
一、設備參數優化（核心手段）
穿孔的本質是在極短的時間內，用高能量密度在板材上熔化和汽化出一個孔。參數調整的所有目的都是為了實現這一點。
1.采用漸進式穿孔或爆破穿孔模式
切勿使用連續穿孔：對于有一定厚度的板（比如2mm以上），一定要使用具有功率和頻率變化的穿孔模式。
漸進式穿孔：這是最有效的方法。設置一個從低到高的功率斜坡（ramp）時間。
（1）初始階段：用較低的激光功率（例如額定功率的30%-50%）和較高的頻率（例如500-1000Hz）開始。低功率高頻率可以 gently 地預熱材料并初步熔化，形成一個“鑰匙孔”，避免劇烈爆炸產生大量飛濺。
（2）穿透階段：在幾十毫秒到幾百毫秒內，將功率線性提升至100%（或略低于切割功率），頻率可以適當降低以增加單脈沖能量，迅速擊穿剩余材料。
好處：大大減少飛濺，保護鏡片和噴嘴，穿孔更穩定，成功率更高。
2.優化穿孔參數（三要素）
穿孔功率：不建議直接使用100%功率從頭沖到尾。采用上述的漸進式功率設置。對于厚板，初始功率過低會導致時間過長，需要根據經驗找到最佳起點。
穿孔時間：這是最重要的參數之一。時間太短，未完全穿透，切割時會產生爆點；時間太長，效率低下且浪費氣體、燒損噴嘴。建議：從一個推薦值開始（設備廠商或經驗數據庫通常有建議值），每次微減0.1s進行測試，直到找到剛好能穿透的最短時間。這個時間會隨著氣體純度、氣壓、板材厚度和表面狀況變化。
穿孔高度：穿孔時的高度通常略高于切割高度（例如1.5 - 2.5mm），這有助于散開一部分反射能量和飛濺，保護噴嘴。但具體高度需要根據噴嘴類型來定，請參考設備手冊。
3.氣體參數優化
氣壓：穿孔時不需要像切割時那么高的氣壓。高壓氣會把熔融金屬向下吹，阻礙能量堆積，反而難以穿孔。建議：設置一個“穿孔氣壓”，約為切割氣壓的50%-70%。低氣壓允許能量更好地集中在一點。待穿透后，機器再自動切換為高切割氣壓。
氣體預吹時間：確保在激光出光前，氣體已經穩定流動。但時間不宜過長，0.2-0.5秒通常足夠。
二、工藝與操作技巧
1.從邊緣起穿孔：
如果板材布局允許，盡量從板材的邊緣開始穿孔，而不是在板材內部。邊緣穿孔更容易，因為熔融物質可以向一側排出，所需能量和時間更少。
2.共邊切割：
多個零件如果可以共用一條切割線，就盡可能共享。這樣可以顯著減少穿孔的總次數，直接從整體上提升效率。
3.優化切割路徑：
編程時，合理安排切割順序。讓設備在切割一個零件的同時，可以去穿孔下一個零件（飛行穿孔功能）。這需要設備支持，但能極大減少等待穿孔的 idle time。
4.保證板材表面質量：
板材表面的銹跡、油污、油漆或塑料保護膜會嚴重影響激光的吸收率和穿孔穩定性。盡量使用干凈、平整的板材。
三、設備維護與保養（基礎保障）
再好的參數，如果設備狀態不佳，也無濟于事。
1.確保空氣質量和壓力：
這是空氣切割的生命線！必須使用冷干機和精密過濾器來處理壓縮空氣。
目標：提供干燥（露點溫度-40°C以下）、潔凈（油污含量<0.01ppm, 顆粒<0.01μm）、穩定的壓縮空氣。潮濕、含油污的空氣會極大地吸收激光能量，導致穿孔無力，并嚴重污染光學鏡片。
2.保持鏡片清潔：
定期檢查并清潔聚焦鏡和保護鏡。任何污漬都會導致激光能量損失和焦點漂移，使穿孔變得困難且不可預測。
3.檢查噴嘴狀態：
使用尺寸正確、沒有磨損或熔損的噴嘴。噴嘴中心的同心度對穿孔至關重要。偏心或損壞的噴嘴會導致氣體流動不對稱，穿孔時間延長甚至失敗。
總結與快速檢查清單
如果您感覺穿孔效率低，請按以下步驟排查：
1. 第一優先級：
檢查我的壓縮空氣是否足夠干燥和潔凈？過濾器是否需要更換？
2. 第二優先級：
保護鏡片是否干凈？噴嘴是否完好且對中？
3. 第三優先級：
穿孔參數是否使用了漸進式模式？穿孔時間是否可以優化得更短？
4. 第四優先級：
穿孔氣壓是否設置得過高？嘗試降低到切割氣壓的60%。
5. 長期策略：
優化排版和切割路徑，減少不必要的穿孔。
通過系統性地優化這些方面，可以顯著提升空氣/氮氣切割的穿孔效率，從而提高整體加工產能并降低運營成本。
