淺析激光切割常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法

李鑫 馬鵬鵬

◆摘? 要：激光切割具有速度快、柔性好、范圍廣的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)如今已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各領(lǐng)域的生產(chǎn)過(guò)程中，在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中也是經(jīng)常使用，但是在生產(chǎn)過(guò)程中也經(jīng)常會(huì)遇到一些問(wèn)題，例如切割不透和尖角燒蝕的問(wèn)題。為此我們要加強(qiáng)對(duì)激光切割技術(shù)的熟練應(yīng)用，對(duì)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，妥善處理。

◆關(guān)鍵詞：激光切割;問(wèn)題;處理;光路;優(yōu)化

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的激光切割技術(shù)和傳統(tǒng)的激光切割技術(shù)相比有很多的進(jìn)步，但是卻依舊存在著成本大等一系列的問(wèn)題，這無(wú)疑增加了企業(yè)的成本。通過(guò)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的激光切割技術(shù)還并不完善，而一些問(wèn)題的存在也在一定程度上影響到了產(chǎn)品的切割質(zhì)量。

一、激光切割常見(jiàn)問(wèn)題

1.尖角燒蝕問(wèn)題。在激光切割過(guò)程中最常見(jiàn)的問(wèn)題尖角燒蝕，出現(xiàn)這種問(wèn)題的最根本原因就是溫度升高，激光束移動(dòng)的速度是呈現(xiàn)一個(gè)先降低在加速的趨勢(shì)，因此在尖角區(qū)域的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，但是激光束的能量保持不變，一直處于工作狀態(tài)，尖角一直處于高能量的聚集，此處的溫度持續(xù)性升高。另外尖角處的散熱面積小，熱量消散效果差，加上輔助氣體的沖刷，極易導(dǎo)致尖角燒蝕現(xiàn)象。

2.切割不透問(wèn)題。由于激光切割是一個(gè)是十分復(fù)雜的過(guò)程，在切割過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)切口不光滑或者不透的現(xiàn)象，造成這樣的問(wèn)題的原因有很多，最常見(jiàn)的原因就是激光的功率下降、切割速度過(guò)快、電壓不穩(wěn)、光路不正，除此之外材料問(wèn)題本身也會(huì)導(dǎo)致切割不透。所以為了提高切割質(zhì)量，技術(shù)人員對(duì)每一環(huán)節(jié)都應(yīng)該細(xì)心的準(zhǔn)備，研究制定處置方案。

3.激光不出光問(wèn)題。激光切割也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不出光的現(xiàn)象，在半導(dǎo)體產(chǎn)品的生產(chǎn)中，由于對(duì)產(chǎn)品的精度和質(zhì)量都非常高，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)激光不出光的想象，當(dāng)發(fā)聲這種故障時(shí)一定要冷靜應(yīng)對(duì)，認(rèn)真分析原因，經(jīng)常的故障有燈管老化造成的激光功率下降，電流變小致使輸出變小，激光器內(nèi)灰塵太多導(dǎo)致鏡片污染，不透光現(xiàn)象產(chǎn)生，因此在日常的維護(hù)中，相關(guān)技術(shù)人員要嚴(yán)格做好維護(hù)工作，合理操作激光切割設(shè)備，通過(guò)不斷經(jīng)驗(yàn)總結(jié)才能讓激光切割順利進(jìn)行。

4.切割不連續(xù)問(wèn)題。在實(shí)際操作中經(jīng)常性出現(xiàn)切割不連續(xù)的問(wèn)題，這種問(wèn)題的產(chǎn)生主要是由于編程不合理產(chǎn)生的，例如在編制激光程序時(shí)，應(yīng)該封閉的地方?jīng)]有封閉，導(dǎo)致切割局部與整體還有連接，如果進(jìn)行手動(dòng)補(bǔ)救容易造成產(chǎn)品樣本的損壞，以至于產(chǎn)品的整體不合格。激光切割中的氣體輔助也是可能造成切割不連續(xù)的現(xiàn)象，輔助氣體把融化的金屬吹出了切縫，當(dāng)輔助氣體使用完畢設(shè)備自動(dòng)停止了運(yùn)動(dòng)，氣體更換結(jié)束后再繼續(xù)切割，這樣的切割方式容易造成切割軌跡不連續(xù)的問(wèn)題。

二、激光切割常見(jiàn)問(wèn)題的處理

1.調(diào)整激光切割路線。分析產(chǎn)品尖角被燒蝕的原因有溫度和速度兩個(gè)原因，所以在處理這一問(wèn)題的時(shí)候嗽躚要調(diào)整激光的切割路線，保證切割有較大幅度的速度變化。例如在切割中可以按照繞行圓弧路線保證切割速度穩(wěn)定，同時(shí)也能促使在空走圓弧時(shí)，另一邊已經(jīng)完成切割工作的機(jī)器溫度冷卻下來(lái)，此時(shí)也能讓尖角所處的熱量不過(guò)于集中，最終保證了尖角切割處完整光滑。另外也可以用增加補(bǔ)加方式進(jìn)行，可以在切割尖角的時(shí)候增加一小塊補(bǔ)加，保證尖角不被燒蝕，同時(shí)尖角尺寸不會(huì)發(fā)生改變。

2.全面檢查激光器。可以采用檢查外光路的傳輸鏡片有沒(méi)有污染，對(duì)已經(jīng)受到污染的鏡片進(jìn)行清洗或者更換后，如果還出現(xiàn)切割不透的現(xiàn)象就要對(duì)激光光路或者激光器本身進(jìn)行調(diào)整。在光路的調(diào)整過(guò)程中注重調(diào)整光束的焦點(diǎn)和被加工材料的相對(duì)位置，同時(shí)也要注重被切割材料的表面光潔度，對(duì)不光潔的材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰ィコ课獠牧希@樣就可以避免出現(xiàn)反光率高的問(wèn)題。

3.對(duì)激光器功率進(jìn)行調(diào)整。激光切割過(guò)程中出現(xiàn)不出光或者激光能衰減問(wèn)題，一定要按照相關(guān)步驟對(duì)機(jī)器進(jìn)行有效的檢查，就一定能找到合理的解決辦法。一般遇到此類問(wèn)題，通常會(huì)按以下步驟解決問(wèn)題：首先是檢查水循環(huán)是否正常，若水循環(huán)出現(xiàn)問(wèn)題，需要首先解決水循環(huán)問(wèn)題，一般情況下不要輕易人工短接水保護(hù)后使用設(shè)備。接著就是點(diǎn)擊預(yù)調(diào)，主要是看激光器供電是否異常。然后就是用無(wú)水乙醇清洗鏡片，至于那些受損或者已經(jīng)被污染的鏡片，一定要及時(shí)進(jìn)行更換。最后就是更換激光器，目的是通過(guò)重新設(shè)置激光輸出能量，從而有效解決激光功率低的系列問(wèn)題。

4.完善激光切割編程。如果出現(xiàn)切割不連續(xù)的問(wèn)題，分析編程方面的原因主要是相關(guān)技術(shù)人員缺乏一定的編程專業(yè)素養(yǎng)，從而使得在工作中，總是犯一些細(xì)節(jié)性的錯(cuò)誤。為此，在實(shí)際工作過(guò)程中，就要加大對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)和監(jiān)督管理。比如：對(duì)于一些細(xì)小的需要切割下來(lái)的工件，在一整套編程的程序還沒(méi)有執(zhí)行完的情況下，它們往往會(huì)翹起來(lái)，切割頭在移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)碰到它們，容易造成切割頭被撞壞。這在編程的時(shí)候把這些細(xì)小的工件設(shè)置成微連接，使得在切割的軌跡走完之后工件上仍然有一個(gè)微小的連接點(diǎn)與母材相連，就能有效避免此問(wèn)題。而取下這些細(xì)小的工件，只需要稍微用一點(diǎn)力破壞這個(gè)微連接即可。

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