经常使用空气/氮气切割（通常指以压缩空气作为辅助气体的熔化切割）时，提高穿孔效率是一个关键问题，因为它直接影响到整体的加工速度和喷嘴、消耗件的寿命。空气/氮气切割穿孔效率低的主要原因在于：
能量密度不足：空气的纯度（通常含有约20%的氧气和杂质）和压力不如高纯氧气或高纯氮气，导致激光能量无法像专用气体那样高效地集中在一点上击穿材料。
氧化反应辅助弱：空气中的氧气浓度不足以像纯氧穿孔那样提供剧烈的放热反应来辅助穿透。
熔渣和飞溅：不稳定的穿孔过程会产生更多熔渣，这些熔渣飞溅并附着在喷嘴和保护镜片上，进一步影响后续的穿孔和切割效果。
要提高穿孔效率，需要从设备参数优化、工艺技巧和设备维护三个方面入手。
一、设备参数优化（核心手段）
穿孔的本质是在极短的时间内，用高能量密度在板材上熔化和汽化出一个孔。参数调整的所有目的都是为了实现这一点。
1.采用渐进式穿孔或爆破穿孔模式
切勿使用连续穿孔：对于有一定厚度的板（比如2mm以上），一定要使用具有功率和频率变化的穿孔模式。
渐进式穿孔：这是最有效的方法。设置一个从低到高的功率斜坡（ramp）时间。
（1）初始阶段：用较低的激光功率（例如额定功率的30%-50%）和较高的频率（例如500-1000Hz）开始。低功率高频率可以 gently 地预热材料并初步熔化，形成一个“钥匙孔”，避免剧烈爆炸产生大量飞溅。
（2）穿透阶段：在几十毫秒到几百毫秒内，将功率线性提升至100%（或略低于切割功率），频率可以适当降低以增加单脉冲能量，迅速击穿剩余材料。
好处：大大减少飞溅，保护镜片和喷嘴，穿孔更稳定，成功率更高。
2.优化穿孔参数（三要素）
穿孔功率：不建议直接使用100%功率从头冲到尾。采用上述的渐进式功率设置。对于厚板，初始功率过低会导致时间过长，需要根据经验找到最佳起点。
穿孔时间：这是最重要的参数之一。时间太短，未完全穿透，切割时会产生爆点；时间太长，效率低下且浪费气体、烧损喷嘴。建议：从一个推荐值开始（设备厂商或经验数据库通常有建议值），每次微减0.1s进行测试，直到找到刚好能穿透的最短时间。这个时间会随着气体纯度、气压、板材厚度和表面状况变化。
穿孔高度：穿孔时的高度通常略高于切割高度（例如1.5 - 2.5mm），这有助于散开一部分反射能量和飞溅，保护喷嘴。但具体高度需要根据喷嘴类型来定，请参考设备手册。
3.气体参数优化
气压：穿孔时不需要像切割时那么高的气压。高压气会把熔融金属向下吹，阻碍能量堆积，反而难以穿孔。建议：设置一个“穿孔气压”，约为切割气压的50%-70%。低气压允许能量更好地集中在一点。待穿透后，机器再自动切换为高切割气压。
气体预吹时间：确保在激光出光前，气体已经稳定流动。但时间不宜过长，0.2-0.5秒通常足够。
二、工艺与操作技巧
1.从边缘起穿孔：
如果板材布局允许，尽量从板材的边缘开始穿孔，而不是在板材内部。边缘穿孔更容易，因为熔融物质可以向一侧排出，所需能量和时间更少。
2.共边切割：
多个零件如果可以共用一条切割线，就尽可能共享。这样可以显著减少穿孔的总次数，直接从整体上提升效率。
3.优化切割路径：
编程时，合理安排切割顺序。让设备在切割一个零件的同时，可以去穿孔下一个零件（飞行穿孔功能）。这需要设备支持，但能极大减少等待穿孔的 idle time。
4.保证板材表面质量：
板材表面的锈迹、油污、油漆或塑料保护膜会严重影响激光的吸收率和穿孔稳定性。尽量使用干净、平整的板材。
三、设备维护与保养（基础保障）
再好的参数，如果设备状态不佳，也无济于事。
1.确保空气质量和压力：
这是空气切割的生命线！必须使用冷干机和精密过滤器来处理压缩空气。
目标：提供干燥（露点温度-40°C以下）、洁净（油污含量<0.01ppm, 颗粒<0.01μm）、稳定的压缩空气。潮湿、含油污的空气会极大地吸收激光能量，导致穿孔无力，并严重污染光学镜片。
2.保持镜片清洁：
定期检查并清洁聚焦镜和保护镜。任何污渍都会导致激光能量损失和焦点漂移，使穿孔变得困难且不可预测。
3.检查喷嘴状态：
使用尺寸正确、没有磨损或熔损的喷嘴。喷嘴中心的同心度对穿孔至关重要。偏心或损坏的喷嘴会导致气体流动不对称，穿孔时间延长甚至失败。
总结与快速检查清单
如果您感觉穿孔效率低，请按以下步骤排查：
1. 第一优先级：
检查我的压缩空气是否足够干燥和洁净？过滤器是否需要更换？
2. 第二优先级：
保护镜片是否干净？喷嘴是否完好且对中？
3. 第三优先级：
穿孔参数是否使用了渐进式模式？穿孔时间是否可以优化得更短？
4. 第四优先级：
穿孔气压是否设置得过高？尝试降低到切割气压的60%。
5. 长期策略：
优化排版和切割路径，减少不必要的穿孔。
通过系统性地优化这些方面，可以显著提升空气/氮气切割的穿孔效率，从而提高整体加工产能并降低运营成本。
