激光材料加工技术的工业应用 及前景浅析

《激光材料加工技术的工业应用 及前景浅析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、题目：激光材料加工技术的工业应用及前景浅析系别：专业：学号：姓名：日期：激光材料加工技术的工业应用及前景浅析激光材料加工技术的工业应用及前景浅析前言：随着激光技术和激光器的发展，激光在工业生产中得到了一定的应用，其中激光材料加工时工业激光应用的主要领域，工业激光器主要应用于切割、打标、焊接、划片、打孔和表面处理等材料加工技术中。1工业应用的进展1.1激光切割激光切割是因公最广泛的激光加工技术，在日本每年销售的CO2激光器80%用于切割加工。近年来，不仅高功率CO2激光器主要用于切割，而且YAG激光器在切割中的应用有了明显增长。YA

2、G激光器输出波长1.06μm，比CO2激光器输出的波长10.6μm短一个数量级，与金属的耦合效率高，而且利用光纤传输，脉冲峰值功率，结构紧凑，用于切割具有精度高、热影响区小等优点，应用于汽车工业在线毛坯切割等领域，取得了比CO2激光切割更好的效果。因此，在很多工业部门的自动装配厂中，已有相当数量通过光纤与遥控设备相连的YAG激光器投入使用。另外，随着片状和高亮度棒状YAG激光器的出现，YAG激光器的输出功率有了显著提高，甚至出现了千瓦级YAG激光器，使得航空合金等金属板的激光切割成为可能，从而扩大了YAG激光器在切割伤的应用。激光

3、切割设备的质量、品种有了明显变化。大型激光切割机均采用CNC控制或做成切割机器人。日本丰田汽车公司用计算机控制激光切割机从毛坯上切割出平整的模具和汽车零件。小型激光切割机功率仅4W，像玩具手枪那么大，可切割纸张、皮革、薄金属片等，使用很方便。金属激光切割技术近年有了迅速发展。薄金属板的二维和三维激光切割，包括小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已获得应用。得过大众汽车公司用500WO2激光器切割形状福复杂的车身薄板及各种曲面件。由于工艺不断改进，切割质量不断提高：精度高、切口清洁无熔屑、热影响区小。金属切割已扩展到厚板，9~10mm厚

4、的钢板切割已经成功，而且无站粘着切屑，热影响区很窄。板材的光洁切割可能成为未来工业激光应用的最大领域。非金属的激光切割已有一定发展。激光不仅可切割硬脆材料如塑料板、橡皮板等。用激光进行服装剪裁，可节约布料10%~12%，提高功效3倍以上。因非金属对激光吸收率高，更有利于切割，其应用可望有明显的增长。新的激光切割技术不断出现，如水冷激光切割、高功率CO2激光切割、红外-5激光材料加工技术的工业应用及前景浅析紫外双波激光切割等，这些新技术有些已应用于工业生产，有些则具有良好的应用前景。1.2激光焊接激光焊接是目前工业激光应用的第三大领

5、域。尤其在汽车制造业中，如车身及组装均采用激光焊接，逐步取代了传功的电阻点焊。在国外，激光焊接取得了较广泛的应用。日本丰田汽车的各种材料和厚度的车门框均采用激光焊接。美国凯迪拉克汽车采用激光焊接的坯件作为中央门柱。事实表明汽车车声用激光焊接是可取的。激光焊在汽车工业上的应用不断增加，骑在工业激光应用中所占的比例可望有大幅度上升。激光焊接哎电子工业中也得到应用。采用YAG激光焊接显像管电子枪已用于生产，如日本东芝公司已成功地将激光焊接用于电子枪的装配线上，我国华中科技大学研制的电子枪激光焊接设备，已在几个厂家应用。另外，激光焊接集成

6、电路、继电器等均已获得成功。集成电路封装以及气密封接预期会进一步扩大扩大采用YAG激光焊接。采用光纤传输的多路激光束进行多点或多组件焊接越来越普及。在远离装配区的位置装置一台中心激光器，由技工操作将激光能量用光纤传输到需要加工的地点，从而最大限度利用YAG系统的焊接效果。由于YAG激光器可利用光纤传输能量进行远距离的焊接，将大大促进高功率YAG激光焊的发展。超薄版（厚度0.2mm以下）的激光焊接已应用于英国CMB公司罐头盒生产线上。用激光焊罐头盒纵缝，每秒可焊10条，每条缝长120mm，并可对焊接情况进行实时检测。大功率激光器的研

7、制成功，使焊接厚度不断增加。用10kw机关器可单道焊接厚度为18mm工件，用25kw激光器可焊30mm厚工件。1.3激光打标激光打标是工业激光应用的第二大领域。激光打标不经要求书写速度快，而且要清楚易读、标记持久，不能因摩擦而模糊或消失。在半导体芯片、集成电流块、电子元器件及其他很多产品上的激光打标已实现了上述要求。激光打标几乎可以在所有的材料上打标。用激光打标在量具如游标卡尺上形成刻度和标记，比传统方法生产率大大提高。在轴承、刃具等金属制品上打标，方便迅捷，标记清晰。咋坚硬的晶体如红宝石或YAG晶体棒上用激光打印标记，对晶体性能

8、毫无影响，刻字质量大为提高。在陶瓷、玻璃、大理石等非金属材料上也可方便地进行激光打标。在工艺品、钢笔等上用激光打标铭上赠言、题词等，已很便捷。近年随着平均功率150~250WYAG激光系统的出现和汽车等工业加工的需要，所打标的深度已增加，使得所打的