论文部分内容阅读
◆摘 要：激光切割具有速度快、柔性好、范围广的优势，现如今已经被广泛的应用到各领域的生产过程中，在半导体器件生产中也是经常使用，但是在生产过程中也经常会遇到一些问题，例如切割不透和尖角烧蚀的问题。为此我们要加强对激光切割技术的熟练应用，对使用过程中出现的问题进行分析，妥善处理。
◆关键词：激光切割;问题;处理;光路;优化
随着激光技術的不断发展，我国的激光切割技术和传统的激光切割技术相比有很多的进步，但是却依旧存在着成本大等一系列的问题，这无疑增加了企业的成本。通过研究调查发现，我国的激光切割技术还并不完善，而一些问题的存在也在一定程度上影响到了产品的切割质量。
一、激光切割常见问题
1.尖角烧蚀问题。在激光切割过程中最常见的问题尖角烧蚀，出现这种问题的最根本原因就是温度升高，激光束移动的速度是呈现一个先降低在加速的趋势，因此在尖角区域的时间会更长，但是激光束的能量保持不变，一直处于工作状态，尖角一直处于高能量的聚集，此处的温度持续性升高。另外尖角处的散热面积小，热量消散效果差，加上辅助气体的冲刷，极易导致尖角烧蚀现象。
2.切割不透问题。由于激光切割是一个是十分复杂的过程，在切割过程中经常会出现切口不光滑或者不透的现象，造成这样的问题的原因有很多，最常见的原因就是激光的功率下降、切割速度过快、电压不稳、光路不正，除此之外材料问题本身也会导致切割不透。所以为了提高切割质量，技术人员对每一环节都应该细心的准备，研究制定处置方案。
3.激光不出光问题。激光切割也经常会出现不出光的现象，在半导体产品的生产中，由于对产品的精度和质量都非常高，经常会出现激光不出光的想象，当发声这种故障时一定要冷静应对，认真分析原因，经常的故障有灯管老化造成的激光功率下降，电流变小致使输出变小，激光器内灰尘太多导致镜片污染，不透光现象产生，因此在日常的维护中，相关技术人员要严格做好维护工作，合理操作激光切割设备，通过不断经验总结才能让激光切割顺利进行。
4.切割不连续问题。在实际操作中经常性出现切割不连续的问题，这种问题的产生主要是由于编程不合理产生的，例如在编制激光程序时，应该封闭的地方没有封闭，导致切割局部与整体还有连接，如果进行手动补救容易造成产品样本的损坏，以至于产品的整体不合格。激光切割中的气体辅助也是可能造成切割不连续的现象，辅助气体把融化的金属吹出了切缝，当辅助气体使用完毕设备自动停止了运动，气体更换结束后再继续切割，这样的切割方式容易造成切割轨迹不连续的问题。
二、激光切割常见问题的处理
1.调整激光切割路线。分析产品尖角被烧蚀的原因有温度和速度两个原因，所以在处理这一问题的时候嗽跹要调整激光的切割路线，保证切割有较大幅度的速度变化。例如在切割中可以按照绕行圆弧路线保证切割速度稳定，同时也能促使在空走圆弧时，另一边已经完成切割工作的机器温度冷却下来，此时也能让尖角所处的热量不过于集中，最终保证了尖角切割处完整光滑。另外也可以用增加补加方式进行，可以在切割尖角的时候增加一小块补加，保证尖角不被烧蚀，同时尖角尺寸不会发生改变。
2.全面检查激光器。可以采用检查外光路的传输镜片有没有污染，对已经受到污染的镜片进行清洗或者更换后，如果还出现切割不透的现象就要对激光光路或者激光器本身进行调整。在光路的调整过程中注重调整光束的焦点和被加工材料的相对位置，同时也要注重被切割材料的表面光洁度，对不光洁的材料进行适当的打磨，去除涂吸光材料，这样就可以避免出现反光率高的问题。
3.对激光器功率进行调整。激光切割过程中出现不出光或者激光能衰减问题，一定要按照相关步骤对机器进行有效的检查，就一定能找到合理的解决办法。一般遇到此类问题，通常会按以下步骤解决问题：首先是检查水循环是否正常，若水循环出现问题，需要首先解决水循环问题，一般情况下不要轻易人工短接水保护后使用设备。接着就是点击预调，主要是看激光器供电是否异常。然后就是用无水乙醇清洗镜片，至于那些受损或者已经被污染的镜片，一定要及时进行更换。最后就是更换激光器，目的是通过重新设置激光输出能量，从而有效解决激光功率低的系列问题。
4.完善激光切割编程。如果出现切割不连续的问题，分析编程方面的原因主要是相关技术人员缺乏一定的编程专业素养，从而使得在工作中，总是犯一些细节性的错误。为此，在实际工作过程中，就要加大对技术人员的培训和监督管理。比如：对于一些细小的需要切割下来的工件，在一整套编程的程序还没有执行完的情况下，它们往往会翘起来，切割头在移动的过程中会碰到它们，容易造成切割头被撞坏。这在编程的时候把这些细小的工件设置成微连接，使得在切割的轨迹走完之后工件上仍然有一个微小的连接点与母材相连，就能有效避免此问题。而取下这些细小的工件，只需要稍微用一点力破坏这个微连接即可。
参考文献
[1]张建达.激光加工技术在工程机械制造中的应用探讨[J].科学技术创新，2019（14）.
[2]丁志鹏，江明，游玮，梁兆东，冯海生，葛景国.基于Matlab的六自由度工业机器人运动学逆解分析及仿真[J].四川理工学院学报（自然科学版），2019（01）.
[3]丁伟，吴德林.前瞻拟合速度优化技术在激光切割中的应用[J].煤矿机械，2018（10）.
[4]王德仓，辛立军.激光高速切割工艺对薄板切割质量的影响[J].热加工工艺，2018（03）.
[5]龚立新，周鹏飞，胡金龙，孙健.一种三维激光切割机激光头旋转机构的创新设计[J].锻压装备与制造技术，2013（04）.
◆关键词：激光切割;问题;处理;光路;优化
随着激光技術的不断发展，我国的激光切割技术和传统的激光切割技术相比有很多的进步，但是却依旧存在着成本大等一系列的问题，这无疑增加了企业的成本。通过研究调查发现，我国的激光切割技术还并不完善，而一些问题的存在也在一定程度上影响到了产品的切割质量。
一、激光切割常见问题
1.尖角烧蚀问题。在激光切割过程中最常见的问题尖角烧蚀，出现这种问题的最根本原因就是温度升高，激光束移动的速度是呈现一个先降低在加速的趋势，因此在尖角区域的时间会更长，但是激光束的能量保持不变，一直处于工作状态，尖角一直处于高能量的聚集，此处的温度持续性升高。另外尖角处的散热面积小，热量消散效果差，加上辅助气体的冲刷，极易导致尖角烧蚀现象。
2.切割不透问题。由于激光切割是一个是十分复杂的过程，在切割过程中经常会出现切口不光滑或者不透的现象，造成这样的问题的原因有很多，最常见的原因就是激光的功率下降、切割速度过快、电压不稳、光路不正，除此之外材料问题本身也会导致切割不透。所以为了提高切割质量，技术人员对每一环节都应该细心的准备，研究制定处置方案。
3.激光不出光问题。激光切割也经常会出现不出光的现象，在半导体产品的生产中，由于对产品的精度和质量都非常高，经常会出现激光不出光的想象，当发声这种故障时一定要冷静应对，认真分析原因，经常的故障有灯管老化造成的激光功率下降，电流变小致使输出变小，激光器内灰尘太多导致镜片污染，不透光现象产生，因此在日常的维护中，相关技术人员要严格做好维护工作，合理操作激光切割设备，通过不断经验总结才能让激光切割顺利进行。
4.切割不连续问题。在实际操作中经常性出现切割不连续的问题，这种问题的产生主要是由于编程不合理产生的，例如在编制激光程序时，应该封闭的地方没有封闭，导致切割局部与整体还有连接，如果进行手动补救容易造成产品样本的损坏，以至于产品的整体不合格。激光切割中的气体辅助也是可能造成切割不连续的现象，辅助气体把融化的金属吹出了切缝，当辅助气体使用完毕设备自动停止了运动，气体更换结束后再继续切割，这样的切割方式容易造成切割轨迹不连续的问题。
二、激光切割常见问题的处理
1.调整激光切割路线。分析产品尖角被烧蚀的原因有温度和速度两个原因，所以在处理这一问题的时候嗽跹要调整激光的切割路线，保证切割有较大幅度的速度变化。例如在切割中可以按照绕行圆弧路线保证切割速度稳定，同时也能促使在空走圆弧时，另一边已经完成切割工作的机器温度冷却下来，此时也能让尖角所处的热量不过于集中，最终保证了尖角切割处完整光滑。另外也可以用增加补加方式进行，可以在切割尖角的时候增加一小块补加，保证尖角不被烧蚀，同时尖角尺寸不会发生改变。
2.全面检查激光器。可以采用检查外光路的传输镜片有没有污染，对已经受到污染的镜片进行清洗或者更换后，如果还出现切割不透的现象就要对激光光路或者激光器本身进行调整。在光路的调整过程中注重调整光束的焦点和被加工材料的相对位置，同时也要注重被切割材料的表面光洁度，对不光洁的材料进行适当的打磨，去除涂吸光材料，这样就可以避免出现反光率高的问题。
3.对激光器功率进行调整。激光切割过程中出现不出光或者激光能衰减问题，一定要按照相关步骤对机器进行有效的检查，就一定能找到合理的解决办法。一般遇到此类问题，通常会按以下步骤解决问题：首先是检查水循环是否正常，若水循环出现问题，需要首先解决水循环问题，一般情况下不要轻易人工短接水保护后使用设备。接着就是点击预调，主要是看激光器供电是否异常。然后就是用无水乙醇清洗镜片，至于那些受损或者已经被污染的镜片，一定要及时进行更换。最后就是更换激光器，目的是通过重新设置激光输出能量，从而有效解决激光功率低的系列问题。
4.完善激光切割编程。如果出现切割不连续的问题，分析编程方面的原因主要是相关技术人员缺乏一定的编程专业素养，从而使得在工作中，总是犯一些细节性的错误。为此，在实际工作过程中，就要加大对技术人员的培训和监督管理。比如：对于一些细小的需要切割下来的工件，在一整套编程的程序还没有执行完的情况下，它们往往会翘起来，切割头在移动的过程中会碰到它们，容易造成切割头被撞坏。这在编程的时候把这些细小的工件设置成微连接，使得在切割的轨迹走完之后工件上仍然有一个微小的连接点与母材相连，就能有效避免此问题。而取下这些细小的工件，只需要稍微用一点力破坏这个微连接即可。
参考文献
[1]张建达.激光加工技术在工程机械制造中的应用探讨[J].科学技术创新，2019（14）.
[2]丁志鹏，江明，游玮，梁兆东，冯海生，葛景国.基于Matlab的六自由度工业机器人运动学逆解分析及仿真[J].四川理工学院学报（自然科学版），2019（01）.
[3]丁伟，吴德林.前瞻拟合速度优化技术在激光切割中的应用[J].煤矿机械，2018（10）.
[4]王德仓，辛立军.激光高速切割工艺对薄板切割质量的影响[J].热加工工艺，2018（03）.
[5]龚立新，周鹏飞，胡金龙，孙健.一种三维激光切割机激光头旋转机构的创新设计[J].锻压装备与制造技术，2013（04）.