激光加工简述.doc

吴雪松(东北石油大学电子科学学院应用物理系)摘要激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一种加工新技术,涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科。由于激光加工热影响区域小,光束方向性好,几乎可以加工任何材料。常用来进行选择性加工,精密加工。由于激光加工的特殊特点,目前已应用于激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、切削加工,快速成形,激光钻孔和基板划片关键词:激光;加工;切割;处理;焊接引言虽然我国的综合国力不断提升,中国制造在世界范围内的好评不断提升,但我们不得不承认,中国在加工技术上的不尽人意。尤其在机械制造和精密加工方面,更是与世界先进水平差了一大截。拿汽车制造来说,德国的汽车制造业是中国望尘莫及的,其内在原因,就是中国的加工技术太差。而这篇文章的主要目的,就是用先进的激光技术,代替传统意义上的机械类加工技。我们知道,传统的车床工艺由于在切割、焊接与锻压工具上有着本身的局限性。例如,铣刀本身有着一定的线度,使得其加工的精确度下降。并且在从事机械加工工艺方案拟定、机床和刀具设计等工作时,都离不开对切削力的估计,,但这种经验公式往往有一定的精度限制。而激光器加工完全可以避免这种加工误差。那高功率固体激光器是如何加工材料的呢?,大多打小孔和微型焊接。到20世纪70年代,随着大功率二氧化碳激光器、高重复频率钇铝石榴石激光器的出现,以及对激光加工机理和工艺的深入研究,激光加工技术有了很大进展,使用范围随之扩大。数千瓦的激光加工机已用于各种材料的高速切割、深熔焊接和材料热处理等方面。各种专用的激光加工设备竞相出现,并与光电跟踪、计算机数字控制、工业机器人等技术相结合,大大提高了激光加工机的自动化水平和使用功能。从激光器输出的高强度激光经过透镜聚焦到工件上,其焦点处的功率密度高达107~1012瓦/厘米2,温度高达1万摄氏度以上,任何材料都会瞬时熔化、气化。[1]激光加工就是利用这种光能的热效应对材料进行焊接、打孔和切割等加工的。通常用于加工的激光器主要是固体激光器和气体激光器。使用二氧化碳气体激光器切割时,一般在光束出口处装有喷嘴,用于喷吹氧、氮等辅助气体,以提高切割速度和切口质量。由于激光加工是无接触式加工,工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力,所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节,因此激光加工可应用到不同层面。[2]激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势:,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。。、聚集实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对