毕业设计激光与物质相互作用综述分析毕业论文.doc

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1、安徽工业大学毕业设计（论文）毕业设计激光与物质相互作用综述分析毕业论文目录第1章绪论71.1激光与物质相互作用综述简述81.2课题的来源81.3本课题的研究思路与研究方法91.4本章小结10第2章激光加热物质112.1加热原理112.2激光热蒸发122.3物质的熔化与汽化132.3激光等离子体屏蔽现象142.4本章小结14第3章激光与物质作用的热应力153.1激光与物质作用热应力的定义153.2产生热应力的原因153.3热应力的主要特点153.4热应力的计算153.5热应力损伤183.5本章小结18第4章激光加工194.1激光切割1

2、94.1.1激光切割原理194.1.2激光切割的分类194.1.3激光切割的特点204.1.4激光切割的应用214.2激光焊接214.2.1激光焊接原理224.2.2激光焊接分类244.3.3激光焊接优点和局限性244.3.4激光焊接应用254.3激光打孔274.3.1激光打孔原理274.3.2激光打孔分类274.3.3激光打孔特点284.3.4激光打孔应用314.4本章小结31第5章总结与展望325.1课题的总结325.2课题的展望3248安徽工业大学毕业设计（论文）致谢33参考文献34附录1英文原文36附录2英文翻译44第1章绪

3、论1.1激光与物质相互作用综述简述激光与物质相互作用综述，主要是研读激光与物质相互作用的书籍和文献，对激光加热，应力损伤，加工等过程进行学习分析，通过对相关书籍和文献的学习，总结激光在加工上的原理及应用。1.2课题来源作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。激光加工是国外激光应用中最大的项目，也是对传统产业改造的重要手段，主要是kW级到10kW级CO2激光器和百瓦到千瓦级YAG激光器实现对各种材料的切割、焊接、打孔、刻划和热处理等。如下图，激光加工的一

4、些实例：图1-1.激光加工出来的工艺品48安徽工业大学毕业设计（论文）图1-2.激光在钢板打孔图1-3.激光切割工程图激光加工应用领域中，CO2激光器以切割和焊接应用最广，分别占到70%和20%，表面处理则不到10%。而YAG激光器的应用是以焊接、标记（50%）和切割（15%）为主。在美国和欧洲CO2激光器占到了70~80%。我国激光加工中以切割为主的占10%，其中98%以上的CO2激光器，功率在1.5kW~2kW范围内，而以热处理为主的约占15%，大多数是进行激光处理汽车发动机的汽缸套。这项技术的经济性和社会效益都很高，故有很大的

5、市场前景[1-2]。如下图，工业用稳定激光器：48安徽工业大学毕业设计（论文）图1-4.适用性能高及稳定的激光加工器　在汽车工业中，激光加工技术充分发挥了其先进、快速、灵活地加工特点。如在汽车样机和小批量生产中大量使用三维激光切割机，不仅节省了样板及工装设备，还大大缩短了生产准备周期；激光束在高硬度材料和复杂而弯曲的表面打小孔，速度快而不产生破损；激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺，日本Toyota已将激光用于车身面板的焊接，将不同厚度和不同表面涂敷的金属板焊接在一起，然后再进行冲压。虽然激光热处理在国外不如焊接和切割普遍，但在汽车

6、工业中仍应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理。在工业发达国家，激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合，派生出激光快速成形技术。该项技术不仅可以快速制造模型，而且还可以直接由金属粉末熔融，制造出金属模具[3]，如下图，激光加工打标机：　　图1-5.汽车加工激光打标机48安徽工业大学毕业设计（论文）80年代，YAG激光器在焊接、切割、打孔和标记等方面发挥了越来越大作用。通常认为YAG激光器切割可以得到好的切割质量和高的切割精度，但在切割速度上受到限制。随着YAG激光器输出功率和光束质量的提高而被突破。Y

7、AG激光器已开始挤进kW级CO2激光器切割市场。YAG激光器特别适合焊接不允许热变形和焊接污染的微型器件，如锂电池、心脏起搏器、密封继电器等。YAG激光器打孔已发展成为最大的激光加工应用[4-5]，如下图，YAG激光器加工出来的部件：　　图1-6.YAG激光器加工出来的部件目前，国外激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400W提高到了800W至1000W。打孔峰值功率高达30~50kW，打孔用的脉冲宽度越来越窄，重复频率越来越高，激光器

8、输出参数的提高，很大程度上改善了打孔质量，提高了打孔速度，也扩大了打孔的应用范围。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及手表宝石轴承的生产中，如下图，激光加工出来的工艺品：48安徽工业大学毕业设计（论