激光切割基础知识分析解析.ppt

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1、BasicStudyReport(激光切割基础知识学习)DATE:2011.4-2012.3Preparedby:杨富斗目录(Chapter)第1章：背景(Background)及学习目标(Target)(请列出学习此题目的原因）1.1泡沫铜的加工现状1.2学习目标第2章：原理(Theory)（请列出学习到的实际理论知识）2.1激光切割的原理2.2粒子数反转的概念2.3光与物质相互作用的3个过程2.4普通光源属于自发辐射2.5激光的产生是受激辐射2.6激光切割原理图2.7激光光谱图2.8固体激光切割机器人的结构2.9气

2、体激光器原理图目录(Chapter)2.10气体激光切割机的结构2.11激光切割机的组成部分第3章：如何应用到实际工作中(Howtoapplyinmywork)(请列出第2章所学到的理论知识中有哪些可以运用到你的实际工作中，打算怎么去运用）3.1激光在我们工作中的应用第4章：实际行动(Actiontaken)（请列出你实际在工作中采取了什么行动）4.1激光切割机供应商汇集4.2泡沫铜激光切割第5章：结果与讨论(Result&Discussion)（请列出你采取行动后的结果是什么）5.1结果对比5.2切割机选用5.3切割

3、机供应商推荐第6章:下一步行动计划(Recommendationforfurtherstudyandaction)（第一章：背景及学习目标）背景1.1:泡沫铜的加工现状需用泡沫铜，而泡沫铜软而薄，易变性，圆环型的泡沫铜目前没有成熟的加工办法，使用目前常规的机加工方法如用钻头切割及模具冲裁等，泡沫铜切边会被压扁，用线割则会被切削液氧化，所以想寻找一种没有加工力作用于产品上的加工方法，故考虑用激光切割机来加工获得。1.2:学习目标1、寻找圆环型的泡沫铜的加工办法。2、学习了解有关激光切割的基础知识，以备后续相关开发需要。1

4、、钻头切割（毛边、弯曲）2、模具冲裁（压扁、弯曲）3、线切割（氧化、变黑）（第二章：原理）2.1激光切割的原理2.1:激光切割的原理激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光产生的原理见下图。（第二章：原理）2.1激光切割的原理2.1.1一般激光器的三个基本部分是：工作物质(如图红宝石)、激励能源（如图闪光灯）、光学谐振腔（如图前后反射镜）。工作物质是产生激光的介质；激励能源

5、使介质出现粒子数反转、光学谐振腔是使激光在介质中来回振荡诱发新的受激辐射来放大激光。按工作介质的不同来分类，可以是固体、气体、液体、半导体激光器。光学谐振腔是产生激光的关键部分2.1.2光学谐振腔是产生激光的关键部分其后端全反镜的反射率大于99%，而部分反射镜的反射率约为80%，20%透射出来用于切割。（第二章：原理）2.1激光切割的原理2.1.3激光产生的具体过程就是：光泵使工作物质实现粒子数翻转-->工作物质受激发射辐射<-->谐振腔收集辐射-->谐振腔发射辐射-->光泵再次实现粒子数翻转（第二章：原理）2.2粒子

6、数反转2.2:粒子数反转的概念粒子数反转是激光产生的前提。在通常情况下，处于低能级E1的原子数大于处于高能级E2的原子数，这种情况得不到激光。为了得到激光，就必须使高能级E2上的原子数目大于低能级E1上的原子数目，因为E2上的原子多，发生受激辐射，使光增强。为了达到这个目的，必须设法把处于基态的原子大量激发到亚稳态E2，处于高能级E2的原子数就可以大大超过处于低能级E1的原子数。这样就在能级E2和E1之间实现了粒子数的反转。（第二章：原理）2.3光与物质的相互作用2.3:光与物质相互作用的3个过程（第二章：原理）2.4

7、普通光源2.4:普通光源属于自发辐射特点是：多波长、多方向、不相干。（第二章：原理）2.5激光的产生2.5:激光的产生是受激辐射激光的特点：单色性好、方向性好、相干性好、亮度高。（第二章：原理）2.6激光切割原理图2.6:激光切割原理图激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，在光斑处会焦的激光功率密度高达10^6~10^9W/cm^2。处于其焦点处的工件受到高功率密度的激光光斑照射，会产生10000°C以上的局部高温，使工件瞬间融化或汽化，再配合

8、辅助切割气体将融化的金属吹走，从而将工件切穿成一个很小的孔，随着数控机床的移动，无数个小孔连接起来就成了要切的外形。由于激光切割的频率非常高，所以每个小孔连接处非常光滑，切割出来的产品光洁度很高。（第二章：原理）2.7激光光谱图2.7:激光光谱图如图：1、固体激光是波长为1064nm的光子，即1.064um。2、CO2激光是波长为