激光加工是利用光的能量經過透鏡聚焦後在焦點上達到很高的能量密度,靠光熱效應來加工的。 激光加工不需要工具、加工速度快、表麵變形小,可加工各種材料。用激光束對材料進行各種加工,如打孔、切割、劃片、焊接、熱處理等。 某些具有亞(ya) 穩態能級的物質,在外來光子的激發下會(hui) 吸收光能,使處於(yu) 高能級原子的數目大於(yu) 低能級原子的數目--粒子數反轉,若有一束光照射,光子的能量等於(yu) 這兩(liang) 個(ge) 能相對應的差,這時就會(hui) 產(chan) 生受激輻射,輸出大量的光能。
激光加工的優(you) 勢:
從(cong) 全球激光產(chan) 品的應用領域來看,材料加工行業(ye) 仍是其主要的應用市場,占比為(wei) 35.2%;通信行業(ye) 排名第二,其所占比重為(wei) 30.6%;另外,數據存儲(chu) 行業(ye) 占據第三位,其所占比重為(wei) 12.6%。
與(yu) 傳(chuan) 統加工技術相比,激光加工技術具有材料浪費少、在規模化生產(chan) 中成本效應明顯、對加工對象具有很強的適應性等優(you) 勢特點。在歐洲,對高檔汽車車殼與(yu) 底座、飛機機翼以及航天器機身等特種材料的焊接,基本采用的是激光技術。
激光加工屬於(yu) 無接觸加工,並且高能量激光束的能量及其移動速度均可調,因此可以實現多種加工的目的。它可以對多種金屬、非金屬加工,特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料。激光加工柔性大主要用於(yu) 切割、表麵處理、焊接、打標和打孔等。激光表麵處理包括激光相變硬化、激光熔敷、激光表麵合金化和激光表麵熔凝等。
激光加工技術主要有以下獨特的優(you) 點:
①使用激光加工,生產(chan) 效率高,質量可靠,經濟效益。
②可以通過透明介質對密閉容器內(nei) 的工件進行各種加工;在惡劣環境或其他人難以接近的地方,可用機器人進行激光加工。
③激光加工過程中無"刀具"磨損,無"切削力"作用於(yu) 工件。
④可以對多種金屬、非金屬加工,特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料。
⑤激光束易於(yu) 導向、聚焦實現作各方向變換,極易與(yu) 數控係統配合、對複雜工件進行加工,因此它是一種極為(wei) 靈活的加工方法。
⑥無接觸加工,對工件無直接衝(chong) 擊,因此無機械變形,並且高能量激光束的能量及其移動速度均可調,因此可以實現多種加工的目的。
⑦激光加工過程中,激光束能量密度高,加工速度快,並且是局部加工,對非激光照射部位沒有或影響極小,因此,其熱影響區小,工件熱變形小,後續加工量小。
⑧激光束的發散角可<1毫弧,光斑直徑可小到微米量級,作用時間可以短到納秒和皮秒,同時,大功率激光器的連續輸出功率又可達千瓦至10kW量級,因而激光既適於(yu) 精密微細加工,又適於(yu) 大型材料加工。激光束容易控製,易於(yu) 與(yu) 精密機械、精密測量技術和電子計算機相結合,實現加工的高度自動化和達到很高的加工精度。
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