激光加工工艺介绍
激光加工的工艺方法
激光加工的工艺方法
激光加工是指使用激光束来加工材料的一种方法。
具体的工艺方法包括以下几种：
1. 激光切割：激光束在工件表面进行定位，同时通过加热和蒸发的方式将材料切割成所需的形状。
激光切割广泛应用于金属、塑料、木材等材料的加工。
2. 激光钻孔：激光束通过对工件表面进行高能量的瞬间照射，使工件表面材料产生熔化和蒸发，从而形成孔洞。
激光钻孔适用于金属、陶瓷、玻璃等材料的加工。
3. 激光焊接：激光束聚焦在工件接触面上，加热材料使其熔化，并通过表面张力形成稳定的焊缝。
激光焊接广泛应用于金属、塑料等材料的连接。
4. 激光打标：激光束通过对工件表面进行定位、照射，使工件表面材料氧化、蒸发或改变颜色，从而形成文字、图形或标记。
激光打标适用于金属、塑料、玻璃等材料的加工。
5. 光刻：利用激光通过光刻胶将图形或图案映射到工件表面，然后使用化学腐蚀或其他方法将非光刻胶保护的部分进行加工或蚀刻。
光刻常用于半导体、平板显示器等微电子领域的制造。
总的来说，激光加工的工艺方法可以根据不同的应用需求选择不同的工艺来实现对材料的精确加工和处理。
激光加工工艺介绍
激光加工工艺介绍激光加工是利用激光束对材料进行切割、焊接、打孔、蚀刻等加工的一种现代化的加工方法。
激光加工具有无接触、高精度、高效率、无污染等优点，被广泛应用于各个领域。
本文将对激光加工的工艺流程、设备和应用进行介绍。
激光加工的工艺流程包括激光束的发射、对焦、照射和控制等步骤。
首先，通过激光器产生激光束。
激光器一般采用气体激光器、固体激光器或半导体激光器。
激光束发出后，通过光学系统进行对焦，使激光束的能量聚焦到一个很小的区域内。
然后，激光束照射到工件上，对工件进行加热、融化或气化。
最后，通过对激光束的控制，完成所需的加工操作。
激光加工设备主要包括激光器、光学系统、运动系统和控制系统。
激光器是激光加工的核心部件，产生高能量、高单色度的激光束。
光学系统由透镜、反射镜和焦距调节装置组成，用于对激光束进行调节、聚焦和对准。
运动系统包括平台、夹具和运动控制装置，用于控制工件的运动和位置。
控制系统负责对激光器、光学系统和运动系统进行整合和控制，使其协调工作，实现精确的加工效果。
激光加工广泛应用于各个行业。
在制造业中，激光切割被用于金属板材、塑料、木材等材料的切割，具有高速、精度高的特点。
激光焊接可在电子、汽车、航空等行业中应用于焊接电子元器件、汽车零部件、飞机结构等。
激光打孔常用于金属板材、陶瓷、玻璃等材料的孔洞加工，在电子、光电、医疗等领域有广泛应用。
激光蚀刻可用于制作微电子元件、标识、图案等，被广泛应用于印刷、电子制造和工艺加工等领域。
激光加工工艺具有许多优点。
首先，激光加工无接触，避免了对工件的物理损伤，不会产生变形和应力。
其次，激光束具有很高的能量密度，能够实现高精度的加工，切割、焊接、打孔等过程精度较高，零件形状复杂度较高的工艺更适用于激光加工。
此外，激光加工速度快，效率高，适用于批量生产。
而且，激光加工过程无需接触工件，无需使用刀具，无需冷却液，无需消耗材料，无产生机械碰撞声和振动，减少了噪音和污染。
激光材料加工的技术教程
激光材料加工的技术教程激光材料加工是一种高精度、高效率的加工方法，广泛应用于电子、光电子、医疗、航空航天等领域。
本篇文章将介绍激光材料加工的基本原理、常见的加工方法和应用案例，帮助读者全面了解激光材料加工的技术。
一、激光材料加工的基本原理激光材料加工是利用激光的高能量密度作用于材料表面，使其发生化学、物理变化的加工方法。
激光光束经过光学系统的聚焦后，能够在非常狭窄的区域产生高温或瞬间高压，从而实现对材料的切割、焊接、打孔、表面改性等精细加工。
激光材料加工的基本原理包括以下几个方面：1. 激光的选择：不同波长的激光适用于不同类型的材料加工。
常见的激光包括CO2激光、Nd:YAG激光和纤维激光，每种激光都有着自己的特点和适用范围。
2. 光学系统的设计：光学系统是激光加工的关键部分，它能够将激光光束聚焦到目标区域，并控制焦点尺寸和形状。
透镜和反射镜是常用的激光光学元件。
3. 材料与激光的相互作用：激光与材料的相互作用方式主要有吸收、穿透、反射和散射。
材料的吸收特性对激光加工的效率和质量有很大影响。
4. 辐射热传递：激光加工过程中，由于高能量密度的聚焦，会产生较高的温度，材料内部的热会通过传导和辐射的方式进行传递。
材料的热导率和热扩散系数决定了加工过程中的热影响区域和加工速度。
二、常见的激光材料加工方法1. 激光切割：激光切割是利用激光束对材料进行切割的一种方法。
它可以实现对金属、塑料、陶瓷等材料的高精度切割。
激光切割的过程是先将激光光束聚焦到材料表面形成小孔，然后通过气体喷射将熔化的材料吹散。
激光切割具有非常窄的切缝、高精度和不接触材料等优点。
2. 激光焊接：激光焊接是利用激光束对材料进行焊接的一种方法。
它可以实现对金属材料的高质量焊接，尤其适用于焊接薄板和复杂结构件。
激光焊接的过程是先将激光光束聚焦到焊缝上，使焊缝区域升温熔化，并形成焊接接头。
激光焊接具有热影响区小、变形小和焊接速度快等优点。
3. 激光打孔：激光打孔是利用激光束对材料进行打孔的一种方法。
激光加工方法及设备分类及工艺特点
激光加工方法及设备分类及工艺特点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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简述激光加工的工艺特点
简述激光加工的工艺特点
激光加工是利用激光束对材料进行加工的一种新兴加工技术。
其
工艺特点主要表现在以下几个方面：
1. 非接触式加工。
激光加工是利用激光束直接对工件进行加工，不存在机械接触或化学反应，可以避免工件表面质量受损或变化。
2. 高精度性。
激光加工具有非常高的精度和精细度，可以实现
微米级别的加工，并且可以进行实时控制，可以达到非常严格的加工
要求。
3. 加工效率高。
激光加工速度非常快，可以实现高效率的加工，并且可以对复杂形状的工件进行精细加工。
4. 可加工多种材料。
激光加工可以加工多种材料，如金属、塑料、陶瓷、玻璃等，具有很强的适应性。
5. 可实现多种加工方式。
激光加工可以通过改变激光束的能量
密度、强度、波长等参数，实现多种不同的加工方式，如切割、划线、打标、焊接等。
总之，激光加工具有高精度性、高效率、多样性等优点，并且可
以应用于多种工业领域，是一种极具发展前途的重要加工技术。
(完整版)激光加工技术
又会撞击其它原子,激发更多的原子产生光子,引发一 连串的连锁反应，并且都朝同一个方前进,进而形成 集中的朝向某一方向的强烈光束。由此可见,激光几 乎是一种单色光波,频率范围极窄,又可在一个狭小的 方向内集中高能量,所以利用聚焦后的激光束可以穿 透各种材料。
• 1.2 激光的特性
激光是一种经受激辐射产生的加强光，它具有 强度高、单色性好、相干性好和方向性好四大综合 性能。
•
Hale Waihona Puke 激光通过光学系统聚焦后可得到柱状或
带状光束，而且光束的粗细可根据加工需要调
整，当激光照射在工件的加工部位时，工件材
料迅速被熔化甚至气化。随着激光能量的不断
被吸收，材料凹坑内的金属蒸气迅速膨胀，压
力突然增大，熔融物爆炸式地高速喷射出来，
在工件内部形成方向性很强的冲击波。因此，
激光加工是工件在光热效应下产生高温熔融和
• 激光是通过入射光子影响处于亚稳态的较高能级 的原子、离子或分子跃迁到低能级时完成受激辐 射时发出的光，简言之，激光就是受激辐射得到 的加强光。
• 激光被广泛应用是因为它具有的单色波长、同调 性和平行光束等3大特性。科学家在电管中以光或 电流的能量来撞击某些晶体或原子易受激发的物 质,使其原子的电子达到受激发的高能量状态。当 这些电子要回复到平静的低能量状态时,原子就会 射出光子（以光速运动具有一定能量的粒子）,以 放出多余的能量。这些被放出的光子
固体激光器常由 主体光泵（激励 源）及谐振腔 （由全反射镜、 半反射镜组成）、 工作物质（一些 发光材料如钇铝 石榴石、红宝石、 钕玻璃等）、聚 光器、聚焦透镜 等组成。图中激 光器的工作物质 为钇铝石榴石。
激光的强度和亮度之所以高，原因在于激光可 以实现光能在空间上和时间上的亮度集中。
通快激光加工工艺
通快激光加工工艺
通快激光加工工艺是一种高效、精确的加工方法，广泛应用于各个领域。
它利用激光束对材料进行切割、打孔、焊接等工艺，具有速度快、精度高、效率高的特点。
激光加工技术的出现，极大地改变了传统加工方式。
以往，人们在进行切割、打孔等加工时需要使用机械刀具，工艺复杂、效率低下。
而通快激光加工工艺的出现，使加工过程更加简便、高效。
激光束具有高能量密度和小聚焦点的特点，可以将光能转化为热能，迅速将材料加热至汽化或熔化状态，从而实现切割或焊接的目的。
与传统加工相比，激光加工更加精确、不易产生变形，同时也减少了加工过程中的振动和磨损。
通快激光加工工艺在各个领域都有广泛的应用。
在汽车制造领域，激光切割技术可以将汽车零部件切割成所需形状，提高生产效率。
在电子行业，激光打孔技术可以在电路板上进行精细的打孔，提高电子产品的性能。
在航空航天领域，激光焊接技术可以将航空发动机零部件焊接成整体，提高结构强度。
除了在传统制造业中的应用，通快激光加工工艺还有很多新的应用领域。
在医疗领域，激光切割技术可以用于进行微创手术，减少病人的痛苦和恢复时间。
在光伏领域，激光加工可以用于制造高效的太阳能电池板，提高能源利用效率。
通快激光加工工艺的出现，极大地推动了制造业的发展。
它的高效、精确的特点，使得加工过程更加简便、高效。
随着技术的不断发展，激光加工工艺将在更多的领域发挥重要作用，为人类的生活带来更多的便利和进步。
激光加工工艺原理与创新技术探索
激光加工工艺原理与创新技术探索激光加工工艺是一种基于激光技术的加工方法，利用激光束对材料进行热熔、热蒸发或者热氧化等过程，实现对材料的切割、焊接、打孔、雕刻等加工操作。
在工业生产中，激光加工工艺已经广泛应用于各个领域，成为了一种重要的加工方法。
激光加工的原理是利用激光器将能量转换为具有很高能量密度和比较单色性的激光束。
激光束经过聚焦透镜进行聚焦，形成一个热点。
当激光束照射到材料表面时，光能被吸收并转化为热能，使材料表面温度升高。
当温度升高到一定程度时，材料就会发生熔化、蒸发或氧化等反应，从而实现对材料的加工。
激光加工的优势在于可以实现高精度、非接触、无切削力的加工操作。
与传统的机械加工方法相比，激光加工不会对材料产生应力和变形，可以实现对复杂形状和特殊材料的加工。
此外，激光加工速度快、能耗低，具有较高的自动化程度。
因此，激光加工工艺被广泛应用于微电子、光电子、汽车制造、航空航天等领域。
在激光加工工艺方面，近年来出现了一些创新技术。
首先是光纤激光器技术的发展。
传统的激光器通常比较庞大，不能灵活应用于狭小的加工空间。
而光纤激光器则具有体积小、功率稳定等优势，可以满足对高细节精度的加工要求。
其次是激光成形技术的发展。
传统的激光加工通常是通过移动工件来实现加工，而激光成形则是通过移动激光束来实现加工。
激光成形技术可以实现对工件的整体加工，可以大大提高加工效率和加工精度。
再次是激光微纳加工技术的发展。
激光微纳加工是指利用激光加工方法对微米或纳米尺度的结构进行加工。
这种技术可以实现对微机电系统、集成光学器件、微纳传感器等微米尺度器件的制备。
激光微纳加工技术具有加工精度高、加工表面质量好、加工速度快等特点，可以满足精度要求较高的微纳加工需求。
最后是激光增材制造技术的发展。
激光增材制造是一种通过逐层加工的方式，将材料层层叠加形成三维实体的加工方法。
激光增材制造技术可以实现对复杂形状、多材料的器件的制备，具有很大的潜力在航空航天、生物医学等领域得到应用。
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激光快速成形（堆积） 修复磨损损失部位
激光熔覆再制造应用举例
激光熔覆再制造应用举例
激光熔覆再制造应用举例
Laser shock peening
约束层 吸收层
激光冲击波效应 产生塑性变形
•增加位错密度 •造成残余压应力
激光表面抛光与织构化
Laser polishing
• evaporation of surface material
退火
正火
回火
激光相变硬化关键技术
1、 激光能量的利用率 • 表面预处理 粗糙化处理、氧化、涂层… • 偏振光 • 短波长激光：YAG激光、半导体激光
2、 激光能量的均匀化及光斑变换
• 积分镜
变换前光束强度分布
变换后光束强度分布
• 波导匀光器
• 可变形镜
•透射式棱锥积分镜 透射式棱锥积分镜为等边棱锥，产生正方形光斑。光斑
Mechanisms • flowing or flattening of softening and melting material
under the effect of surface tension
Q-switch Nd:YAG laser: Pa=250W, tp=650ns, df=70um, v=35mm/s
时效处理对铝合金激光重熔硬化层的影响
激光重熔应用举例
பைடு நூலகம்
预覆层
激光熔覆
激光束 加工头 熔覆层
基材
激光束 加工头 送粉喷嘴 熔覆层 基材
熔覆层形貌及稀释率
稀释率
基体熔化面积 涂层面积 基体熔化面积
100%
A2 A1 A2
100%
激光熔覆应用举例
激光局部熔覆 激光大面积熔覆
激光熔覆再制造
磨损损失
激光直接快速制造（Directed Laser Manufacturing）
激光熔融堆积（Directed Metal Deposition，DMD） 选区激光熔化（Selective Laser Melting, SLM）
激光变形制造（Laser Forming）
激光熔融堆积成形
F/A-l8E/F翼根吊环
作用时间(s) 0.01~1 0.01~1 0.01~1 0.01~1 10-7~10-6 10-7~10-6
Fe — Fe3C相图
奥氏体 铁素体 马氏体 贝氏体 珠光体
渗碳体 莱氏体
钢的连续冷却转变（CCT）图
0.37%C-0.39%Si-0.85%Mn-0.73%Cr-0.26%Mo
淬火
900mm长×300mm宽×150mm高
XXXX高空高速反导导弹部件
大型钛合金零件—Aeromet公司
超音速巡航导弹部件
选区激光熔化成形
飞秒激光微纳制造
飞秒强激光微制备与加工
为材料制备和研究提供了新技术和新手段 突出优点：
极短作用时间 超高光强
无热影响 破坏区域小 高阶非线性 三维微加工
A drilling in steel produced by 3.3ns pulses. A strong blur formation occurs and solidified droplets stick on the surface. Note the heataffected zone around the hole .
A drilling in steel produced by 200-fs pulses. Pulses energy is decreased by nearly one order of
magnitude.
线性相互作用 单光子过程 I
难于作用于材料内部
高阶非线性相互作用 多光子过程 In
树脂
飞秒激光双光子聚合
焦点
物镜
飞秒激光束
Nature, Vol. 412, 697.2001
（ H.B. Sun et al )
a. 原始状态 b. 伸展状态
820nm,19mW 3pN k = 8.2nN/m
c. 阻尼振荡恢复曲线
激光快速成形
CAD 模型 要建零件
分层
层数据转化 为生产过程
激光快速成形原理
激光快速成形分类
激光快速原型制造（Rapid prototype）
立体光刻（Stereo Lithography，SL） 分层实体制造（Laminated Object Manufacturing, LOM） 选区激光烧结（Selective Laser Sintering, SLS）
激光加工工艺简介
激光表面改性
汽化
激光表面改性 熔化
冲击强化
非晶化 熔覆
合金化 重熔
相变硬化
固相加热
几种典型表面改性所需的激光功率密度和作用时间
工艺方法 相变硬化
重熔 合金化
熔覆 非晶化 冲击强化
功率密度(W/cm2) 103~104 104~106 104~106 104~106 106~108 108~1010
尺寸可由调节透镜位置而发生改变。
• 双光束处理系统
激光相变硬化应用举例
吸
收
铁
率
%
入射角
激光相变硬化应用举例
激光重熔、合金化、熔覆示意图
重熔层
合金化层
熔覆层 合金粉未
合金粉未
重熔
合金化
熔覆
ZL108铝合金激光重熔硬化
ZL108合金激光重熔前后的组织
合金的主要化学成份：11.0~13.0%Si, 1.0~2.0%Cu, 0.4~1.0%Mg, 0.3~0.9%Mn， 属于共晶成份合金。铸造组织为典型的金属－非金属共晶，显微组织为在Al 基体上紊乱地分布着Si的枝晶。采用激光重熔处理后组织比处理前的铸造组 织细化了几十倍，显微组织形态也变成了Al-Si共晶包围着-Al基固溶体树枝 晶的亚共晶组织，其中相所占的体积达40%左右 。
德国亚琛夫琅霍费激光所（ILT, Willenborg, E. ）
微流体器件微通道准分子激光抛光
100m
北京工业大学激光工程研究院
荷叶表面结构
Laser texturing
激光熔池振荡法表面织构化
Laser lithography
激光干涉法表面织构化
Particle lens
飞秒激光辐照钛表面微纳结构
laser fluence 2.5 Jcm−2, number of laser shots 280, (a) Vacuum (∼1mbar) (b) air (atmospheric condition) (c) 100mbar SF6 (d) 100 mbar He
Nayak1. Appl. Phys. A 90, 399–402 (2008)
高光强、作用于材料内部
作用区域可 远小于波长
作用区 }
Fused silica ： absorption bandgap is ~9eV,
IR fs laser beam: 800nm (~1.55eV) multiphoton process
Femtosecond Laser Micromachining workstation was used to direct-write localized index-ofrefraction changes within a glass substrate, creating a three-dimensional optical waveguide.