激光加工技术 论文 肖贵华

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1、激光加工技术作者：肖贵华学号：201002307学校：绵阳职业技术学院专业：模具设计与制造内容摘要：随着现在科学技术的发展，我们的生活物质水平有了很大的提高，所以人们对我们的生产力提出了很大的要求，我们传统的机械加工再也满足不了人类的需求，在这个时候，我们的新型高技术高科技的加工手段就出现了，那就是激光加工。激光加工技术起源于2O世纪60年代。1960年美国科学家梅曼(TMMaiman)成功研制了世界上第一台红宝石激光器后，激光加工技术开始在工业制造领域获得应用。和传统的焊接方法相比，激光加工有很多优点，因而被广泛应用到了汽车、造船、电子、航空航天

2、、冶金、机械制造等工业领域。激光加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。在今后，激光加工技术将会越用越广。关键词：加工原理；加工特点；发展历史；国内外现状；现在适用场合；发展趋势。一、激光加工原理及特点1、激光加工原理激光加工是将激光束照射到工件的表面，以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体

3、表面性能。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和范围上。[1]1、激光加工特点激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势：（1）由于它是无接触加工，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。（2）它可以对多种金属、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。（3）激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。（4）激光加工过程中

4、，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。（5）它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。（6）由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。（7）使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。例如：①美国通用电器公司采用板条激光器加工航空发动机上的异形槽，不到4H即可高质量完成，而原来采用电火花加工则需要9H以上。仅此一项，每台发动机的造价可省5万美元。②激光切割钢件工效可提高8-2

5、0倍，材料可节省15-30%，大幅度降低了生产成本，并且加工精度高，产品质量稳定可靠。虽然激光加工拥有许多优点，但不足之处也是很明显的。[2]一、激光加工技术的使用场合激光加工技术主要包括激光焊接技术、激光切割技术、激光钻孔技术、激光打孔技术、激光微调技术、激光热处理技术。1、激光切割（1）汽化切割　　工件在激光作用下快速加热至沸点，部分材料化作蒸汽逸去，部分材料为喷出物从切割缝底部吹走。这种切割机是无融化材料的切割方式。激光切割（2）熔化切割　　激光将工件加热至熔化状态，与光束同轴的氩、氦、氮等辅助气流将熔化材料从切缝中吹掉。（3）氧助熔化切割　

6、　金属被激光迅速加热至燃点以上，与氧发生剧烈的氧化反应（即燃烧），放出大量的热，又加热下一层金属，金属被继续氧化，并借助气体压力将氧化物从切缝中吹掉。2、划片与刻字在造船、汽车制造等工业中,常使用百瓦至万瓦级的连续CO2激光器对大工件进行切割,既能保证精确的空间曲线形状,又有较高的加工效率。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或CO2激光器。在微电子学中，常用激光切划硅片或切窄缝，速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记，并不影响流水线的速度，刻划出的字符可永久保持。3、激光焊接激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，焊接过

7、程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功地应用于微、小型零件焊接中。高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论基础的深熔接，在机械、汽车、钢铁等工业部门获得了日益广泛的应用。激光焊接金刚石与其它焊接技术比较，激光焊接的主要优点是：激光焊接速度快、深度大、变形小。能在室温或特殊的条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在空气及某种气体环境中均

8、能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10