厚板切割時，穿孔是整個過程中非常關鍵且容易出問題的一步。參數調節不當會導致噴嘴損壞、鏡片污染、切割品質差，甚至無法穿透。調節穿孔參數的核心思想是：“慢工出細活”。與切割薄板時快速穿透不同，厚板需要更溫和、更漸進的方式，將巨大的能量逐步注入到材料深處，并給熔融金屬足夠的時間排出。
以下是調節穿孔參數需要關注的核心要素和具體步驟：
一、核心參數解析
1. 穿孔功率
· 作用：決定激光能量的強度。
· 調節原則：對于厚板，通常使用低于切割功率的穿孔功率。過高的功率會使材料表面過早汽化，形成“爆點”，飛濺物會猛烈反彈，污染鏡片和噴嘴。使用中等功率可以先將材料熔化，再逐步加深。
· 建議：設置為切割功率的 60% - 80%。
2. 穿孔時間
· 作用：激光在同一個點上持續照射的時間。
· 調節原則：這是厚板穿孔最重要的參數。時間太短，無法穿透；時間太長，會造成材料過度熔化、板面沉孔大、底部掛渣多，并浪費氣體。
· 建議：需要根據板厚大幅增加。例如，切割20mm鋼板可能需要1-2秒，而切割40mm鋼板可能需要3-5秒甚至更長。需要實際測試，以剛好穿透且飛濺最小為準。
3. 輔助氣體及氣壓
· 作用：吹走熔融金屬，并冷卻板材。
· 調節原則：
· 氣壓：厚板穿孔時，氣壓不宜過高。高壓氣會帶走大量熱量，冷卻穿孔點，導致穿孔困難，同時劇烈的氣流會激起更多飛濺。應采用較低氣壓進行穿孔，待穿透后，再切換為正常切割所需的高氣壓。
· 氣體類型：碳鋼用氧氣，利用其助燃效應產生更多熱量。不銹鋼和鋁合金用氮氣，主要依靠吹力，因此氣壓要求相對高一些，但仍需遵循“先低后高”的原則。
4. 焦點位置
· 作用：決定能量密度最集中的位置。
· 調節原則：厚板切割通常使用負離焦（焦點在板材表面以下），以獲得更寬的切口和更好的排渣能力。穿孔時，可以沿用切割的焦點設置，或者使用一個稍正的離焦量（如-3mm改為-1mm），讓能量更集中于點，利于起穿。
二、高級穿孔模式與策略
現代激光切割機通常提供多種穿孔模式來優化厚板穿孔：
1. 漸進式/臺階式穿孔
· 這是厚板穿孔的最佳實踐！
· 原理：不是用一個固定的參數從頭穿到尾，而是將穿孔過程分為幾個階段，每個階段使用不同的功率和氣壓。
· 典型三階段設置：
· 階段一（預熔化）：較低功率（如50%）、較低氣壓、較短時間。目的是溫和地預熱并熔化表面，形成一個引導坑。
· 階段二（主穿孔）：中等功率（如70%）、中等氣壓、較長時間。這是主要的穿透階段，逐步向材料深處推進。
· 階段三（清渣與過渡）：較高功率（如90%）、較高氣壓、很短時間。在即將穿透時，用稍高的功率和氣壓清除底部的熔渣，并為切換到切割參數做準備。
· 優點：極大減少飛濺，保護噴嘴和鏡片，穿孔質量高，成功率高。
2. 爆破穿孔
· 原理：使用高功率、高氣壓在極短時間內強行穿透。
· 適用性：僅適用于薄板。嚴禁在厚板上使用，否則會造成嚴重的爆點和飛濺污染。
三、實操步驟與建議
1. 參考設備廠商的專家數據庫：首先調用切割機控制系統里為你所用板材和厚度預設的參數庫，這是一個非常好的起點。
2. 進行穿孔測試：在不銹鋼或廢料板上進行單獨的穿孔測試。
· 觀察穿孔瞬間的聲音和火花：平穩的“噗”聲和向下噴出的火花表示良好；劇烈的“砰”聲和向上反彈的火花表示參數過激。
· 檢查穿孔點外觀：孔洞圓潤、大小適中、邊緣光滑為佳。如果孔洞過大、邊緣不規則或有大量熔融物堆積，則需要調整。
· 檢查板材背面：確認是否完全穿透，以及掛渣情況。
3. 優化順序：
· 先確定一個保守的穿孔時間（寧長勿短）。
· 然后調節穿孔功率，找到能穩定穿透的最小功率。
· 最后微調氣體壓力，觀察飛濺情況，找到飛濺最少的壓力值。
4. 考慮使用“高峰穿孔”功能：部分設備支持在穿孔開始的瞬間給予一個極高的脈沖功率，快速突破材料表面的反射層，然后迅速降為正常的穿孔功率。這對高反射材料（如鋁合金、銅）的厚板穿孔特別有效。
四、示例參數（以30mm碳鋼，氧氣切割為例）
· 切割功率: 4000W
· 切割氣壓: 1.2 bar
· 穿孔模式: 漸進式穿孔
· 階段1: 功率 60% (2400W)， 氣壓 0.5 bar， 時間 0.5s
· 階段2: 功率 70% (2800W)， 氣壓 0.7 bar， 時間 2.0s
· 階段3: 功率 85% (3400W)， 氣壓 1.0 bar， 時間 0.3s
· 焦點位置: -5mm
總結：
厚板穿孔的關鍵在于 “控制”——控制能量輸入的速度和強度，控制熔融物的排出方式。優先采用漸進式穿孔，遵循“低功率、長時間、低氣壓”的基本原則，并通過實際測試進行精細微調，這樣才能在保護設備的同時，獲得完美、可靠的穿孔效果。
