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，現(xiàn)如今已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中，在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中也是經(jīng)常使用，但是在生產(chǎn)過程中也經(jīng)常會遇到一些問題，例如切割不透和尖角燒蝕的問題。為此我們要加強(qiáng)對激光切割技術(shù)的熟練應(yīng)用，對使用過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，妥善處理。

◆關(guān)鍵詞：激光切割;問題;處理;光路;優(yōu)化

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的激光切割技術(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題，這無疑增加了企業(yè)的成本。通過研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國的激光切割技術(shù)還并不完善，而一些問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、激光切割常見問題

1.尖角燒蝕問題。在激光切割過程中最常見的問題尖角燒蝕，出現(xiàn)這種問題的最根本原因就是溫度升高，激光束移動的速度是呈現(xiàn)一個(gè)先降低在加速的趨勢，因此在尖角區(qū)域的時(shí)間會更長，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.切割不透問題。由于激光切割是一個(gè)是十分復(fù)雜的過程，在切割過程中經(jīng)常會出現(xiàn)切口不光滑或者不透的現(xiàn)象，造成這樣的問題的原因有很多，最常見的原因就是激光的功率下降、切割速度過快、電壓不穩(wěn)、光路不正，除此之外材料問題本身也會導(dǎo)致切割不透。所以為了提高切割質(zhì)量，技術(shù)人員對每一環(huán)節(jié)都應(yīng)該細(xì)心的準(zhǔn)備，研究制定處置方案。

3.激光不出光問題。激光切割也經(jīng)常會出現(xiàn)不出光的現(xiàn)象，在半導(dǎo)體產(chǎn)品的生產(chǎn)中，由于對產(chǎn)品的精度和質(zhì)量都非常高，經(jīng)常會出現(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，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)問題。在實(shí)際操作中經(jīng)常性出現(xiàn)切割不連續(xù)的問題，這種問題的產(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)備自動停止了運(yùn)動，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)的問題。

二、激光切割常見問題的處理

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，此時(shí)也能讓尖角所處的熱量不過于集中，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)尖角尺寸不會發(fā)生改變。

2.全面檢查激光器?？梢圆捎脵z查外光路的傳輸鏡片有沒有污染，對已經(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)整過程中注重調(diào)整光束的焦點(diǎn)和被加工材料的相對位置，同時(shí)也要注重被切割材料的表面光潔度，對不光潔的材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇蚰?，去除涂吸光材料，這樣就可以避免出現(xiàn)反光率高的問題。

3.對激光器功率進(jìn)行調(diào)整。激光切割過程中出現(xiàn)不出光或者激光能衰減問題，一定要按照相關(guān)步驟對機(jī)器進(jìn)行有效的檢查，就一定能找到合理的解決辦法。一般遇到此類問題，通常會按以下步驟解決問題：首先是檢查水循環(huán)是否正常，若水循環(huán)出現(xiàn)問題，需要首先解決水循環(huán)問題，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題。

4.完善激光切割編程。如果出現(xiàn)切割不連續(xù)的問題，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)際工作過程中，就要加大對技術(shù)人員的培訓(xùn)和監(jiān)督管理。比如：對于一些細(xì)小的需要切割下來的工件，在一整套編程的程序還沒有執(zhí)行完的情況下，它們往往會翹起來，切割頭在移動的過程中會碰到它們，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。

參考文獻(xiàn)

[1]張建達(dá).激光加工技術(shù)在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（14）.

[2]丁志鵬，江明，游瑋，梁兆東，馮海生，葛景國.基于Matlab的六自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)逆解分析及仿真[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019（01）.

[3]丁偉，吳德林.前瞻擬合速度優(yōu)化技術(shù)在激光切割中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2018（10）.

[4]王德倉，辛立軍.激光高速切割工藝對薄板切割質(zhì)量的影響[J].熱加工工藝，2018（03）.

[5]龔立新，周鵬飛，胡金龍，孫健.一種三維激光切割機(jī)激光頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2013（04）.