激光加工的原理与特点

    激光加工的原理与特点

    激光加工技术是利川激光東物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切制，焊核，表面处理，打孔，微加工等的一门技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车。电子，电器，航空，治金，机械制造等工业领城，对提高产品质量和劳动生产率，以及自动化、无污染、减少材料消耗等起到越来越重婴的作用。

1、 激光加工的工作原理

       激光加工是以聚焦的激光束作为热源轰击工件，对金属或非金属工件进行熔化形成小孔、切口，连接，培覆等的加工方法。激光加工实质上是激光与非透明物质相互作用的过程微观上是一个量子过程，宏观上则表现为反射、吸收、加热，熔化、气化等现象。在不同功率密度的激光束照射下，材料表面区域发生各种不同的变化，这些变化包括表面温度开高。熔化、气化、形成小孔以及产生光致等离子体等。图1.1为不同功事密度微光辐射作用下金属材料表面产生的儿种物态变化，

  2、激光螺摟/切制/熔覆技术第2版

     W/em?数量级时，金属吸收激光能量只引起材料惠升高。但维持固相不变，当激光功奉帝成小，可用于零件的表面热处理、柜交硬化处理皮针肆饰。 层齿度的当做光功率密度在101~10 Wem;数量级范着时，产生热伤导鬼加热，，熔覆和热传导型焊接(如薄板高选样及精碗片览材料表县将发 品的生游化，时用于金属的表面重炸、合金化等)。业激光功率密度达到10W/cm2数量级时，材料表面在激光束的照射下，激光热酒心加热温度达到金展的沸点，形成等离子蒸气面通烈气化，在气化膨胀压力作用下，      面向下凹箱形或深婷小孔:与此同时，金属蒸气在激光束的作用下电离产生光致等离子体 雕列这一阶段主要用于轰光深熔焊接、切割和打孔等。

  3、当激光功率密度大于IcCW/em数量级时

    光致等离子体将道着激光京的人射方向传播，形戒等离子体云团，出现等离子体对激光的屏蔽现象。这一 阶段适用于采用脉冲激光进 面行打孔，冲击硬化等加工， 上台 早期的激光加工由于功率较小，大多用于打小孔和微型焊接。到20世纪70年代随着大功率CO2激光器、高重复频率钇铝石榴石(YAG)激光器的出现，以及对激光加工机理 而和工艺的深人研究，激光加工技术有了很大进展，使用范围随之扩大。数千瓦的激光加工设 档备已用于各种材料的高速切割、深熔焊接和材料表面处理等。各种专用的激光加工设备竞相出现，并与光电跟院、计算机数字控制、机器人等技术相结合，大大提高了激光加工的自动化水平和使用功能，外光、可见光或红外光)的电磁辐射束。转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进激光可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光须(紫 1当这些介质以原子或分子形态被激发， 便产生相位几乎相同且近平单一波长的光京一微光。由于县有同相位及单-一波长，差异角非管小，被高度聚集以提共焊接、切制和熔覆等功能前可传送的距离相当长，

4、激光加工装备由四大部分组成

    分别是激光器、光学系统、机械系统、控制及检测系我镜聚焦到工件上，其焦点处的功率密度高达10 ~这光我度商让以任何材料都会解时培化气化改光加工就是期用这种光能的热效应对材料进行爆接，打孔和机转换效率高等优点，可广话应用于材料的源4YAG居体微光器和CO:气体激光器。由于CO3打孔和切制等加工的。通常用于加工的激光器主要是加工.灞光器具有结构简单、输出功率大和能量转换效率高等有点，可广泛应用于材料的激光加工。