5080519046第五次讲座论文

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1、材料科学与工程专业讲座论文王江50805190462011/6/6王江激光加工的技术现状、优势和社会意义材料科学与工程学院F0805102班5080519046王江5材料科学与工程专业讲座论文王江5080519046摘要：本文主要简要概述了激光加工技术的定义及范围，其国内外发展现状及发展趋势，较比于传统的切割技术激光加工技术的优势，此外介绍了激光加工技术应用的具体应用及其重要意义。关键词：激光加工技术、发展现状、社会意义、发展趋势、技术优势一、前言激光是20世纪60年代的新光源。由于激光具有方向

2、性好、亮度高、单色性好等特点而得到广泛应用.激光加工是激光应用最有发展前途的领域之一，现在已开发出20多种激光加工技术。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门加工技术。激光加工技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，它的范围一般可分为：激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。二、激光加工技术的现状

3、2.1激光加工技术现状和各领域的发展作为20世纪科学技术发展的重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，也是对传统产业革新的重要手段，主要是kW级到10kW级CO2激光器和百瓦到千瓦级YAG激光器实现对种种质料的切割、焊接、打孔、刻划和热处理等。据1997~1998年的最新激光市场品评和预测，1997年全世界总激光器市场贩卖额达32.2亿美元，比1996年增长14％，其中质料加工为8.29亿美元，医疗应用3

4、亿美元，研究领域1.5亿美元。1998年总收入预计增长19％，可到达38.2亿美元。其中占第一位的质料加工预计凌驾10亿美元，医用激光器是外国第二大应用。2.2激光制造体系的发展用于制造业中的激光体系即激光制造体系，由激光器、激光传输体系、激光聚焦体系、控制体系、活动体系、传感与检测体系组成，其焦点为激光器。激光作为热源或光源（能量）是激光制造中的“刀具”或“工具”。该“刀具”或“工具”的质量直接影响着加工制造的效果。激光光束质量的好坏可以采用光束远场发散角、光束聚焦特性参数值Kf和衍射极限倍因

5、子M2(M)或光束传输因子K值来表现。对小功率激光器，如果物质均匀稳固，通常可以实现基模输出，其光束横截面能量散布为高斯散布，且在传输过程中连结稳固，光束质量较好；对于大功率激光器，一般不易得到基模输出，输出的通常为多模激光束，激光光束质量变差。现在工业上常用的大功率激光器有CO2激光器和YAG激光器两种。大功率激光器的工业应用领域很广，激光切割、激光焊接都需要优良的光束质量，而寻求高光束质量的大功率激光是工业用激光器不停发展的目的。从1964年第一台CO2激光器出现到如今，经过四十多年的发展，

6、从封离式CO2激光器、慢速轴流CO2激光器、横流CO2激光器，到高频罗兹泵型快速轴流、射频turbo型快速轴流以至现在出现的扩散型SlabCO2激光器的发展中可以看到,一方面激光输出功率不断前进，体积不断缩小，另一方面激光器的屈从不断发展，光束质量越来越好。扩散型SlabCO2激光器光束横截面上光强分布靠近高斯分布，具有极好的光束质量，在加大的激光加工区焦点的漂移很小，非常有利于大领域激光传输与聚集，这对大尺寸工件的切割应用非常重要。工业用固体YAG激光器也经历了从小功率灯泵浦（棒状）、灯泵浦（

7、板条）、双灯泵5材料科学与工程专业讲座论文王江5080519046浦（多棒）到光纤泵浦（棒状）、半导体泵浦（棒状）和片状固体激光器的历程。由于受物质热物理性的制约，YAG激光光束质量相对较差。怎样提高光束质量和激光功率，依然是YAG激光器面临的重要题目。值得注意的是近几年来发展起来的半导体激光器。半导体激光具有小型化、频率极高、与光纤良好耦合、易于调制等优良特性，因而具有辽阔的应用前景。要在差异产业中普遍应用激光制造技术，很大水平上要依赖于激光加工体系的性能与工艺。欧、美、日一些国家在新光源、加

8、工体系及工艺等方面的研究与开发就从未降温过。随着激光工业的研究与开发、器件与单元技术的改进和创新，以高性能、宽波段、大功率为特性的激光取得了长足的发展，如紫外光输出的KrF、ArF准分子激光器、倍频激光器等。尤其是高功率光纤激光的出现，使激光制造的移动式定位加工变得越发方便。二、激光加工技术的优势3.1特种质料特别要求的加工激光焊接与大多数传统的焊接要领相比具有突出的优势。激光能量的高度会集和加热、冷却历程的极其迅速，可破坏一些难熔金属外表的应力阈值，或使高导热系数和高熔点金属快速熔化，完成某些