激光加工在切割以及焊接中的应用
激光加工的原理和应用范围

激光加工的原理和应用范围原理激光加工是一种使用高能激光束对材料进行切割、焊接、打孔等加工的技术。
其原理基于激光的特性和材料的相互作用。
1.激光的特性激光是一种由同一频率和相位的光波组成的单色、单向、相干的电磁波。
相比其他光源,激光具有高强度、高方向性、高单色性和高相干性的特点。
这些特性使激光能够在小范围内聚焦,提供高能量密度。
2.激光与材料的相互作用激光与材料的相互作用主要通过光与物质之间的吸收、散射和透射等过程来实现。
激光束在与材料相互作用时可能发生吸收并转化为热能、透射或反射。
这些相互作用过程会导致材料的物理、化学性质发生变化,从而实现激光加工。
应用范围激光加工技术具有广泛的应用范围,以下是一些主要领域的示例:1. 切割激光切割是激光加工的主要应用之一。
它可以用于金属、非金属材料的切割,包括钢铁、铝合金、不锈钢、木材、塑料等。
激光切割具有高精度、高效率和无接触的特点,广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
2. 焊接激光焊接是将两个或多个材料通过激光束进行加热,使其部分或全部融化后再冷却成为一个整体的焊接方法。
激光焊接具有小热影响区、高焊接速度和高质量的特点,被广泛应用于汽车零部件焊接、电子设备焊接以及医疗器械焊接等领域。
3. 打孔激光打孔是利用激光束的高能量密度将材料局部加热熔化,并通过气流吹走熔融材料的方法进行孔洞制作。
激光打孔具有高精度、高速度和无变形的特点,适用于金属、塑料等材料的孔洞制作,广泛应用于电子元件制造、航空航天和汽车制造等领域。
4. 刻蚀激光刻蚀是通过激光束将材料的表面层蒸发或烧蚀,形成文字、图案等图像的加工技术。
激光刻蚀可以对金属、塑料、石材、玻璃等材料进行刻蚀加工,被广泛应用于工艺品、雕刻艺术和装饰等领域。
5. 其他应用除了上述应用领域,激光加工还包括微加工、3D打印、纳米加工等领域的应用。
微加工领域包括微切割、纳秒激光加工等,用于生物医学、光学器件等领域。
3D打印领域利用激光烧结金属粉末、塑料等材料,制作出复杂的三维结构。
激光加工技术的应用及未来发展趋势

激光加工技术的应用及未来发展趋势激光加工技术是目前应用最广泛的高精度、高效率加工技术之一,在诸多领域发挥着重要的作用。
本文将从激光加工技术的应用、现状及未来发展趋势等方面展开分析讨论。
一、激光加工技术的应用激光加工技术的应用范围非常广泛,主要涵盖以下几个方面:1. 材料切割。
激光切割技术被广泛应用于金属、非金属材料的加工中,如通过对金属板材进行激光切割,可以高效地完成各种金属零件的制作。
2. 焊接。
激光焊接技术被广泛应用于汽车、机械、电子、航空等诸多领域,可以完成各种材料的高精度焊接,提高了产品的质量和生产效率。
3. 雕刻。
激光雕刻技术是目前应用最广泛的激光加工技术之一,被广泛应用于玉石、皮革、木材、彩金等材料的加工。
4. 理疗医疗。
激光技术在医疗领域应用的最为广泛的领域是激光治疗、激光手术、激光检测等。
二、激光加工技术的现状当前,激光加工技术已经成为了高精度、高效率的加工方法之一。
随着工业加工需求的不断增长,激光加工技术的应用范围也在不断扩大,其应用领域和发展方向也更加多样化。
目前,激光加工技术在中国的应用也非常广泛,尤其在汽车、航空、机械、电子、建筑等领域,激光加工技术的应用已经成为一种趋势。
虽然激光加工技术已经有了广泛的应用,但目前激光加工技术面临的问题也不容忽视。
例如,激光加工过程中的废气处理和粉尘处理问题、激光加工机器的成本昂贵等问题。
三、激光加工技术的未来发展趋势随着科技的不断进步,激光加工技术的应用前景也越来越广阔。
未来,激光加工技术的应用领域还将不断拓展,同时优化激光加工设备也将成为厂家竞争的重点。
未来激光加工技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 优化设备、成本更低。
未来的激光加工机将更加高效、便捷,操作起来更加人性化。
同时,通过技术革新和成本的降低,未来激光加工设备的成本会不断被压缩,这对于提高激光加工技术的普及和应用来说非常重要。
2. 更加精细化和智能化。
未来激光加工技术将更加智能化,加工精度将得到更大的提高。
激光技术在金属材料加工工艺中的应用

激光技术在金属材料加工工艺中的应用1. 引言1.1 激光技术在金属材料加工工艺中的重要性激光技术是一种高精度、高效率的加工方法,在金属材料加工领域发挥着重要作用。
激光加工具有非接触性、高能量密度、高速度和高精度等优点,可以实现对金属材料的精密加工和微细加工。
在金属材料加工中,激光技术可以实现各种加工工艺,如切割、焊接、打印、表面处理和热处理等,为金属制造业提供了多种解决方案。
激光技术在金属材料加工工艺中的重要性体现在以下几个方面:激光加工具有高能量密度和可控性,可以实现对金属材料的高精度加工,提高加工质量和加工效率;激光加工具有非接触性,可以减少材料损失和减少工具磨损,有利于提高金属材料利用率和延长设备寿命;激光加工具有高速度和高效率,可以节约成本和减少能源消耗,提高金属加工的经济效益和环保效益。
激光技术在金属材料加工工艺中的重要性不言而喻,已经成为当今金属加工行业不可或缺的重要技术之一。
随着激光技术的不断发展和创新,相信其在金属材料加工中的应用前景将更加广阔。
1.2 激光技术的发展历史激光技术的发展历史可以追溯到上世纪50年代。
1958年,美国的肯尼斯·荣特根发明了世界上第一台激光器,标志着激光技术的诞生。
随后,激光技术经过不断的发展和完善,逐渐应用于各个领域,包括金属材料加工工艺。
在激光技术发展的过程中,人们逐渐发现了激光在金属材料加工中的巨大潜力。
激光技术能够实现高精度、高效率的金属材料加工,不仅可以减少加工时间和成本,还可以提高产品的质量和精密度。
激光技术在金属材料加工工艺中扮演着非常重要的角色。
随着科技的不断进步和激光技术的不断完善,激光在金属材料加工中的应用范围也在不断扩大。
从最初的激光切割技术到目前的激光焊接、激光打印、激光表面处理以及激光热处理技术,激光技术已经成为金属材料加工中不可或缺的重要工具。
激光技术的发展历史为金属材料加工工艺的进步提供了重要的技术支持,同时也为未来激光技术在金属加工领域的应用打下了坚实的基础。
激光在工业加工领域中的应用

激光在工业加工领域中的应用激光作为一种重要的光学技术,在工业加工领域中得到了广泛的应用。
激光具有高能量、高光束质量、高单色性等优点,可以对各种材料进行切割、焊接、打孔等各种精密加工工艺,因此被誉为工业制造的“利剑”。
一、激光技术在工业加工中的应用1. 激光切割技术激光切割技术是利用激光在被切割材料表面产生高温和压力,使材料熔化、汽化并产生裂纹,从而实现对材料的分离。
这种加工方法适用于多种材料,如金属、非金属、塑料、木材等。
激光切割工艺具有精度高、速度快、效率高、加工深度可控等优点,被广泛应用于汽车制造、航空航天、机床制造等工业领域。
2. 激光焊接技术激光焊接技术是利用激光对被焊接材料进行高能量聚焦,将材料表面熔化并产生反应,从而实现材料的粘结。
激光焊接技术适用于各种金属、合金、非金属等材料的焊接。
激光焊接工艺具有高效率、低热影响区、焊接质量高等优点,被广泛应用于汽车制造、机器人制造、电子器件制造等领域。
3. 激光打孔技术激光打孔技术是利用激光在材料表面产生高热和气体压力,使材料表面产生熔融和汽化,从而实现对材料进行小孔的加工。
激光打孔工艺具有精度高、加工速度快、钻孔质量好等优点,被广泛应用于汽车零部件制造、航空航天制造、电子设备制造等工业领域。
4. 激光雕刻技术激光雕刻技术是利用激光在特定材料表面进行局部加热,使其表面产生不同的化学和物理变化,从而形成图案、字母和图像等效果。
激光雕刻工艺具有精度高、加工速度快、制作效果好等优点,被广泛应用于工艺品、礼品、家居装饰等领域。
二、激光技术在未来的应用前景随着先进制造技术的不断发展,激光技术在工业加工领域中的应用前景越来越广阔。
未来,激光技术将成为更多行业的突破口,其应用领域也将更加广泛。
以下是激光技术在未来的应用前景:1. 3D打印技术近年来,3D打印技术在制造业中得到了广泛应用,而激光技术作为其核心技术之一,必将继续发挥重要作用。
基于激光精确加工能力的3D打印机,可以根据客户需求快速生产出所需物品,满足复杂零部件的加工需求。
激光加工技术的应用综述

激光加工技术的应用综述激光加工技术是近年来备受关注的一种加工方式。
利用激光的高聚焦特性,可以实现对各种材料的精细加工。
激光加工技术已被广泛应用于制造业、医疗产业、航空航天等领域中。
本文将对激光加工技术的应用进行综述。
一、激光切割激光切割是激光加工技术中最常见的应用之一。
它是利用激光束的高能量和高密度来切割各种材料的一种方法。
激光切割广泛应用于金属材料、木材、塑料、陶瓷等材料的加工中。
与传统的机械切割方式相比,激光切割具有更高的精度和更少的浪费。
目前,激光切割已被广泛应用于汽车制造、建筑材料、电子器件等产业。
二、激光焊接激光焊接是将两种或两种以上的材料通过激光束的热作用进行精密焊接的一种方法。
激光焊接广泛应用于金属材料、塑料等材料的加工中。
相比于传统的焊接方式,激光焊接可以实现更高的精度和更少的材料损耗。
目前,激光焊接已被广泛应用于汽车制造、电子器件等产业。
激光焊接能够实现多种材料的焊接,如钢和铝、钢和铜等。
激光焊接还被应用于制造航空航天设备和医疗器械等领域。
三、激光打标激光打标是利用激光束的高能量在材料表面刻印图案或文字的一种方法。
激光打标具有非常高的精度和速度,并且可以用于切割及印刷生产。
激光打标已广泛应用于食品包装、饮料瓶等产品上的生产日期、批号等信息的刻印。
激光打标还被应用于汽车零件、电子器件等产品上的品牌、规格等信息的刻印。
四、激光雕刻激光雕刻是利用激光束的高密度和高能量在材料表面进行切割和细节雕刻的一种方法。
激光雕刻具有非常高的精度和速度,并且可以应用于各种材料的加工,如木材、玻璃、金属等。
激光雕刻已广泛应用于珠宝、玩具、艺术品等领域。
五、激光减薄激光减薄是利用激光束的高能量将材料表面进行微细减薄的一种方法。
激光减薄广泛应用于电子器件、汽车制造等产业中。
它可以实现对微小零件的精细加工,使得器件更加轻薄、高效。
总之,激光加工技术具有非常高的精度和速度,可以应用于各种材料的加工。
随着技术的不断发展和进步,激光加工技术在制造、医疗、航空航天等领域的应用将会越来越广泛。
激光加工技术与应用

激光加工技术与应用激光加工技术及其应用激光是一种高能量、单色性好、束斑小的束流。
随着工业技术的不断发展,激光技术已经成为了重要的工业加工手段之一。
激光加工技术具有高效、高精度、环保等特点,在自动化生产、高精度制造等领域得到了广泛的应用。
激光加工技术包括了激光切割、激光焊接、激光打标、激光钻、激光清洗等多个领域。
先说激光切割。
激光切割技术是指利用激光束的热效应,使材料受照射的部分被加热到熔点以上,然后通过气流和能量热流将物质从材料上切割下来。
这种技术通常被用来切割金属板材、木材、塑料、有机玻璃等薄板材料。
与传统机械切割工艺相比,激光切割无需预热,不会影响材料的物理性质,切割孔洞精度高,速度快,效果好。
接下来是激光焊接。
激光焊接是利用激光束的高能量和辐射浓度,对焊接材料进行局部加热,使其达到熔点以上,然后通过材料自身表面张力和混合流动,实现精密的、快速的焊接。
激光焊接可用于金属材料、塑料、玻璃等的物理性质实现精密焊接。
然后是激光打标。
激光打标是指利用激光束的热效应,对材料表面进行精密打印。
常见的应用有刻字印章、图案、条码等。
与传统打标技术相比,激光打标不会造成材料表面的磨损或者变形,具有非常高的效率和精度。
其它还有激光钻和激光清洗,主要应用于工业成品数字加工和机器清洗领域。
总结一下,激光加工技术的应用范围非常广泛,从商业到工业,从纺织到医疗,每个领域都可以找到相应的应用。
而且随着科学技术的不断进步,激光加工技术也越来越多元化、智能化,让我们期待更多激光加工技术的推出,更广泛的应用于我们生活和工作中。
激光在材料加工中的应用
激光在材料加工中的应用随着科学技术的不断进步和发展,激光逐渐成为了材料加工领域中不可或缺的工具。
激光具有高度的聚焦性和能量浓度,可以对材料进行高精度的加工,广泛应用于切割、焊接、打孔和表面处理等领域。
本文将分别从激光切割、激光焊接、激光打孔和激光表面处理四个方面,探讨激光在材料加工中的应用。
一、激光切割激光切割是激光在材料加工中最为常见的应用之一。
激光切割通过激光束的高能量浓度将材料局部加热至沸腾或熔化状态,然后利用气体喷射将融化的部分吹掉,以实现切割的目的。
激光切割具有高效、精确和灵活性强的特点,可以对金属、塑料和木材等材料进行切割。
在工业生产中,激光切割广泛应用于汽车、航空航天和电子产品等领域,为生产提供了高效的解决方案。
二、激光焊接激光焊接是利用激光束的高能量浓度将材料的表面加热至熔化状态,然后通过固态相互扩散实现焊接的过程。
与传统的焊接方法相比,激光焊接具有焊缝狭窄、热影响区小和焊接速度快等优势。
激光焊接广泛应用于汽车、船舶和航空航天等领域,提高了焊接质量和生产效率。
三、激光打孔激光打孔是利用激光束的高能量浓度将材料的局部加热至融化状态,然后通过气体喷射将融化的部分吹掉,形成孔洞的过程。
激光打孔具有速度快、孔洞质量好和适用于多种材料等特点。
激光打孔广泛应用于电子元件、纺织品和皮革制品等领域,满足了不同领域对精细加工的需求。
四、激光表面处理激光表面处理是利用激光束的高能量浓度对材料表面进行改性的过程。
激光表面处理可以通过激光熔化和激光热喷涂等方法,改善材料的表面硬度、耐磨性和腐蚀性能。
激光表面处理广泛应用于汽车零部件、模具和塑料制品等领域,提高了产品的质量和寿命。
综上所述,激光在材料加工中具有重要的应用价值。
激光切割、激光焊接、激光打孔和激光表面处理等技术的发展,为材料加工提供了高效、精确和灵活的工具。
未来随着激光技术的不断突破和创新,相信激光在材料加工中的应用将进一步拓宽,为各个领域的生产和发展提供更多的可能性。
激光加工技术在工程机械制造中的应用
激光加工技术在工程机械制造中的应用激光加工技术是一种现代高精密加工技术,利用激光束对工件进行切割、焊接、打孔等加工。
随着工程机械行业的不断发展和技术的进步,激光加工技术在工程机械制造中的应用越来越广泛。
本文将从激光加工技术的优势、在工程机械制造中的应用以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、激光加工技术的优势1. 高精度激光加工技术能够实现微米级甚至纳米级的加工精度,可以满足工程机械制造中对零部件精度要求的提高。
2. 高效率激光加工技术可以实现高速加工,提高了生产效率,缩短了加工周期,符合工程机械制造中对生产效率和产能的要求。
3. 无接触加工激光加工过程中不需要与工件发生接触,可以避免因接触而导致的变形和损伤,适用于对工件表面质量要求高的工程机械零部件加工。
4. 灵活性激光加工技术可以实现对各种材料的加工,涵盖了工程机械制造中常用的金属材料和非金属材料。
5. 可实现复杂几何形状加工激光加工技术可以实现对复杂几何形状的工件进行精密加工,满足了工程机械零部件加工中对复杂零件的加工要求。
1. 材料切割工程机械的制造需要对各种金属材料进行切割,传统的切割方法需要借助锯切、剪切等工具,工艺复杂且效率低。
而激光切割技术可以实现对各种材料的快速精密切割,提高了生产效率和切割质量。
2. 焊接激光焊接技术在工程机械制造中得到了广泛应用,可以对各种金属材料进行高品质的焊接,实现了对工件的精密连接,提高了工程机械的零部件质量和可靠性。
3. 孔加工工程机械零部件中常常需要进行孔加工,传统的孔加工方法需要借助钻、锉等工具,工艺繁琐且加工质量难以保障。
而激光孔加工技术可以实现对各种材料的快速精密孔加工,提高了加工质量和孔位精度。
4. 表面处理工程机械零部件需要经常进行表面处理,传统的表面处理方法存在着磨损大、工艺复杂等问题。
而激光表面处理技术可以实现对工件表面的高温熔化,使表面快速冷却,形成致密的涂层,提高了工件的耐磨性和抗腐蚀性。
激光技术在工程中的应用
激光技术在工程中的应用激光技术是一种高科技新技术,广泛应用于各个领域中。
在工程应用领域,激光技术也发挥了巨大的作用。
本文将详细介绍激光技术在工程中的应用。
一、激光技术的原理激光技术是一种利用激光器束聚成的高强度、单色和相干性光束进行加工的技术,其原理是通过激光器外界施加电磁波,使重元素原子和分子产生跃迁发射出激光光子,进而产生光强,从而实现激光加工。
二、激光技术在工程中的应用1. 激光切割激光切割是利用激光束照射在工件上,将工件局部的金属加热融化,进而实现切割的过程。
激光切割的主要优点是效率高、精确度高、切口平整,不易变形,适用于各种材料的切割加工,因此在工程领域中应用非常广泛。
2. 激光焊接激光焊接是利用激光器聚焦一束高强度的激光光束进行加热,从而使工件表面产生融化和凝固的过程。
激光焊接一般应用于材料的高精密度焊接,如集成电路板、汽车零配件等。
激光焊接具有焊接速度快、精度高、焊接接头质量好等优点,其应用更加广泛。
3. 激光打标激光打标是利用激光束通过光路系统进行驱动,实现在工件表面刻画各种文字、图形等痕迹的过程。
激光打标广泛应用于钟表、首饰、机电、塑胶等行业,主要是因为其打标速度快、精度高、不易磨损、图案清晰明了等特点。
4. 激光测量激光测量是利用激光束进行测量和检测的过程。
激光测量主要包括三角测量、光栅测量、轮廓测量等多种方法和技术,应用于生产过程控制、质量检测等方面。
激光测量具有测量精度高、速度快等优点,是工程领域中常用的一种测量方法。
5. 激光雷达激光雷达一般应用于测量物体的距离、速度等等。
激光雷达是利用由激光器发出的光束,通过物体后,利用穿过物体后反射回激光器的激光束来判断物体的位置和速度等信息。
由于激光雷达具有高分辨率、较长的测量距离和监测范围大等特点,因此在工程领域中应用非常广泛。
三、激光技术在工程中的前景未来,激光技术在工程领域将会发展得更加广泛和深入。
随着科技的不断进步,激光技术将会越来越完善。
激光在材料加工中的应用
激光在材料加工中的应用激光是一种高能光束,具有单色性、方向性、相干性和高功率密度等特点。
它是一种先进的加工工艺,可以在不接触或间接接触的情况下对物体进行加工,被广泛应用于各个领域,特别是材料加工领域。
在本文中,我们将深入了解激光在材料加工中的应用。
一、激光切割激光切割是激光加工技术中最常见的一种,它的处理困难度和裁切效果都是传统机械制造方式无法比拟的。
激光切割将光束集中于一点,通过高能激光束对材料进行局部熔化和蒸发,从而实现对材料的切割。
激光切割的优点在于其能够实现高精度、高速度、节约时间和成本等多种效果。
因此,它广泛应用于汽车、航天、电子、医疗器械等各种行业。
二、激光焊接激光焊接是一种无接触的紧密连接方式,是利用高能激光束进行加热,使连接区域的材料达到熔化状态,然后冷却形成焊接。
激光焊接相对于常规的焊接方法具有焊缝小、形变小、连接强度高和热影响区域小的特点,适用于金属板材、塑料、电子元件、精度光学元件等的制造。
因此,激光焊接也被广泛应用于汽车、电子、医疗器械等行业。
三、激光打标激光打标是全数字化的加工过程,它是用高能精准激光束进行标记或者刻划,将文字、图案、编码等信息标记于产品表面,以达到防伪、追溯、美化等目的。
激光打标有点是标记结果精确、清晰、不易脱落或掉色,可以适应多样化形状和材料的产品,用于钢材、有色金属、塑胶、陶瓷、玻璃、硅胶等多个材料的标记。
因此,激光打标被广泛应用于餐具、酒瓶、手机、电子元器件、机械设备等行业。
四、激光打孔激光打孔是通过把光束聚焦成极小的点,利用激光束的高能量密度热效应在材料上形成一个小孔,适用于薄板、硬质材料和复杂形状的物体。
激光打孔具有高加工精度、孔径小和表面较平滑的特点,适用于钢材、铝材、合金、金属等材料打孔。
激光打孔的应用范围广泛,如自动化生产线、通风管道、加油管道、车身板材等,其中贵金属、微细孔、精密五金等领域应用尤为广泛。
五、激光清洗激光清洗是一种金属表面湍流流场剥离污染物的新型技术。
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激光加工在切割以及焊接中的应用摘要:激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。
在计算机的控制下,通过脉冲使激光器放电,该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。
切割时,一股与光束同轴气流由切割头喷出,将熔化或气化的材料由切口的底部吹出。
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。
Abstract: laser cutting is applied after focusing the laser energy to achieve high power density. Controlled by computer, through the pulse discharge laser, the pulse laser beam through the light path transmission and reflection and through the focusing lens group focused on the processing on the surface of the object, by the instant high temperature melting or gasification processed material. When cutting, a beam with coaxial airflow by cutting head, will melt or gasification materials by incision of the bottom blown out. Laser welding is one of an important aspect of laser material processing technology, welding process is thermal conduction, i.e. the laser radiation heating surface, the surface heat to the internal diffusion through heat conduction, by controlling the width of laser pulse, energy, peak power and repeating frequency, parameters such as melting of components, to form specific molten pool. 关键词:激光切割激光焊接能量应用前言激光是一种因刺激产生辐射而强化的光。
激光加工技术即利用激光与物质相互的特性对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门技术,是20世纪60年代初发展起来的崭新的加工方法。
激光不需要加工工具和特殊的环境,加工速度快,可控性好,对加工对象的材质、形状、尺寸等要求小,特别适用于自动化加工。
其诸多优点使其广泛应用于电气与电子、机械工业、化工、轻工等工业部门。
从激光加工的兴起到广泛应用,其加工技术也不断地发展,发挥着越来越重要的作用。
一、激光切割的主要特性1. 激光切割的切缝窄,工件变形小激光束聚焦成很小的光点,使焦点处达到很高的功率密度。
这时光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分,材料很快加热至汽化程度,蒸发形成孔洞。
随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。
切边受热影响很小,基本没有工件变形。
切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助汽体。
钢切割时利用氧作为辅助汽体与熔融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。
切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性汽体。
进入喷嘴的辅助汽体还能冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。
大多数有机与无机材料都可以用激光切割。
在工业制造系统占有份量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它是什么样的硬度,都可以进行无变形切割。
当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割。
激光切割无毛刺、皱折、精度高,优于等离子切割。
对许多机电制造行业来说,由于微机程序控制的现代激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件,它往往比冲切、模压工艺更被优先选用;尽管它加工速度还慢于模冲,但它没有模具消耗,无须修理模具,还节约更换模具时间,从而节省了加工费用,降低了生产成本,所以从总体上考虑是更合算的。
2. 激光切割是一种高能量、密度可控性好的无接触加工激光束聚焦后形成具有极强能量的很小作用点,把它应用于切割有许多特点。
首先,激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内,可提供(1)狭的直边割缝;(2)最小的邻近切边的热影响区;(3)极小的局部变形。
其次,激光束对工件不施加任何力,它是无接触切割工具,这就意味着(1)工件无机械变形;(2)无刀具磨损,也谈不上刀具的转换问题;(3)切割材料无须考虑它的硬度,也即激光切割能力不受被切材料的硬度影响,任何硬度的材料都可以切割。
再次,激光束可控性强,并有高的适应性和柔性,因而(1)与自动化设备相结合很方便,容易实现切割过程自动化;(2)由于不存在对切割工件的限制,激光束具有无限的仿形切割能力;(3)与计算机结合,可整张板排料,节省材料。
3. 激光切割具有广泛的适应性和灵活性与其它常规加工方法相比,激光切割具有更大的适应性。
首先,与其他热切割方法相比,同样作为热切割过程,别的方法不能象激光束那样作用于一个极小的区域,结果导致切口宽、热影响区大和明显的工件变形。
激光能切割非金属,而其它热切割方法则不能。
二、激光切割的主要工艺1. 汽化切割在高功率密度激光束的加热下,材料表面温度升至沸点温度的速度是如此之快,足以避免热传导造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作为喷出物从切缝底部被辅助气体流吹走。
2. 熔化切割当入射的激光束功率密度超过某一值后,光束照射点处材料内部开妈蒸发,形成孔洞。
一旦这种小孔形成,它将作为黑体吸收所有的入射光束能量。
小孔被熔化金属壁所包围,然后,与光束同轴的辅助气流把孔洞周围的熔融材料带走。
随着工件移动,小孔按切割方向同步横移形成一条切缝。
激光束继续沿着这条缝的前沿照射,熔化材料持续或脉动地从缝内被吹走。
3. 氧化熔化切割熔化切割一般使用惰性气体,如果代之以氧气或其它活性气体,材料在激光束的照射下被点燃,与氧气发生激烈的化学反应而产生另一热源,称为氧化熔化切割。
4. 控制断裂切割对于容易受热破坏的脆性材料,通过激光束加热进行高速、可控的切断,称为控制断裂切割。
这种切割过程主要内容是:激光束加热脆性材料小块区域,引起该区域大的热梯度和严重的机械变形,导致材料形成裂缝。
只要保持均衡的加热梯度,激光束可引导裂缝在任何需要的方向产生。
三、常用工程材料的激光切割1. 金属材料的激光切割虽然几乎所有的金属材料在室温对红外波能量有很高的反射率,但发射处于远红外波段10.6um光束的CO2激光器还是成功的应用于许多金属的激光切割实践。
金属对10.6um激光束的起始吸收率只有0.5%~10%,但是,当具有功率密度超过106w/cm2的聚焦激光束照射到金属表面时,却能在微秒级的时间内很快使表面开始熔化。
处于熔融态的大多数金属的吸收率急剧上升,一般可提高60%~80%。
2. 非金属材料的激光切割10.6μm波长的CO2激光束很容易被非金属材料吸收,导热性不好和低的蒸发温度又使吸收的光束几乎整个输入材料内部,并在光斑照射处瞬间汽化,形成起始孔洞,进入切割过程的良性循环。
焊接技术在我国的经济建设与社会发展中发挥了重要作用,但随着科技进步,新材料、新工艺的广泛应用,传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制,这使得融材料学、力学、计算机科学等相关知识、技术于一体的激光焊接应运而生。
一、激光焊接的工作原理激光焊接是将具有优异的方向性、高亮度、高强度、高单色性、高相干性等特点的激光束辐射至加工工件表面区域内,激光束经过光学系统聚焦后,其激光焦点的功率密度为104-107W/cm2,通过激光与被焊物的相互作用,在极短的时间内使被焊处形成一个能高度集中的热源区,热能使被焊物区域熔化后冷却结晶形成牢固的焊点和焊缝。
根据所用激光器及其工作方式的不同,常用的激光焊接方式有两种,一种是脉冲激光焊,主要用于单点固定连续和簿件材料的焊接,焊接时形成一个个圆形焊点;另一种为连续激光焊,主要用于大厚件的焊接和切割,焊接过程中形成一条连续焊缝。
就一般而论,焊接材料的选择、激光焊接机的选择,加工工作台的选择,是影响激光焊接效果的主要因素。
而对于焊接过程中熔化现象能否产生和产生的强弱程度则主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率,控制好上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。
激光焊接中,光束焦点位置是最关键的控制工艺参数之一,在一定激光功率和焊接速度下,只有焦点处于最佳位置范围内才能获得最大熔深和好的焊缝形状。
二、激光焊接的主要特性与其他传统的焊接技术相比,激光焊接具有如下的优点:1、激光焊接属非接触式焊接,作业过程不需加压,焊接速度快、功效高、深度大、残余应力和变形小,能在室温或特殊条件下(如封闭的空间)进行焊接,焊接设备装置简单,不产生X射线。
2、可焊接如高熔点金属的难熔材料,甚至可用于如陶瓷、有机玻璃等非金属材料的焊接,对异形材料施焊,效果良好,且具有很大的灵活性,可对于焊接难以接近的部位施行非接触远距离焊接。
3、激光束经聚焦可获得很小的光斑,由于不受磁场影响且能精确定位,因此,可进行微型焊接,适用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
4、激光束易实现光束按时间与空间分光,可以切换装置将激光束传送举多个工作站,因此,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。
5、激光焊接因属无接触加工,没有工具损耗和工具调换等问题,同时,其不需使用电极,因此没有电极污染或受损的顾虑,且易于以自动化进行高速焊接。
亦可以数位或电脑控制。
然而,激光焊接也存在着一定的局限性:首先,激光器及其相关系统的成本较高,一次性设备投资较大。
其次,在焊接过程中,要求焊接装配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。
另外,焊接厚度比电子束焊小,焊接一些高反射率的金属还比较困难。
三、激光焊接的工艺方法1、片与片间的焊接。
一般采用手动焊接和自动化焊接,其包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等四种工艺方法。