激光加工：操作技巧与注意事项

激光加工虽然也有生产率和表面粗糙度要求，但主要还是加工精度，如孔和窄缝的大小、深度及其几何形状等。由于工艺对象的最小尺寸仅几十微米，因此，其尺寸误差必然在微米级。为了达到如此高精度的要求，除了设备的光学系统和机械系统应有保证外，还必须根据激光加工的一般原理及其特点，在操作时分析影响激光加工的几种主要因素。

1.焦距和发散角以及焦点位置的影响

焦距短、发散角小时，在焦面上可获得更小的光斑和更大的功率密度。然而，光斑直径小，可以加工的孔径也小；功率密度大则穿透力强，可加工的孔不仅深且锥度小。因此，尽可能地减小激光束的发散角和采用一般约20mm的短焦距物镜。

焦点位置对加工孔的形状和深度均有很大影响。一般焦点落在被加工的模具表面或稍微低于表面为宜。过高或更低均会导致被加工模具表面的光斑面积增大而降低加工深度，且加工的孔产生很大锥度。

2.输出能量和照射时间的影响

实践表明，焦点确定在被加工模具表面时，其输出的激光能量最大，因而所加工的孔则深而大，且锥度小。激光的照射时间一般为几分之一到几毫秒。在能量一定时，照射时间太长会使热量传到非加工区，时间太短则因功率密度过高而使蚀除物都以高温气体喷出，两者均会使热量的利用率降低。

3.光斑内能量分布的影响(www.xing528.com)

在基模激光束聚焦的情况下，焦点中心的光强度最大，而在远离中心的地方逐渐减弱，且能量对称分布。这种光束加工出的孔必然是正圆形的。当激光束不是在基模输出时，其能量分布不对称，加工出的孔必然是单边形或其他形的。

4.激光多次照射的影响

首先应当了解，用脉冲式激光照射一次，所加工的深度约为直径的5倍，且有较大的锥度。如果在焦点位置保持不变的情况下，进行多次照射则深度可以增加，锥度相应减小，且直径几乎不变。

但是，孔的深度并不与照射次数成比例增加。由于孔的内壁对光的反射、透射以及散射或吸收等原因，会使得能量密度不断减小，排屑困难，加工量逐渐减小，以至不能继续加工下去。

5.被加工材料的影响

经透镜聚焦后的激光束功率密度很高，如果能被所加工的材料吸收，加工效率一定很高。但如果被加工的材料对激光波长吸收率很低，则激光能量被反射或透射而散失，加工效率就低。因此，必须根据被加工材料吸收光谱的性能特点，选择适当的激光器；或者对一些反射率和透射率高的材料表面打毛或进行色化处理，以增大其对激光的吸收。