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激光加工的特点

(2010-12-23 09:40:26)
标签:

激光加工

功率密度

电子束加工

激光束

杂谈

分类: 激光知识

激光具有高强度、高方向性、高单色性、高相干性的特点,可以再极小的立体角(如纳秒到飞秒量级)内作用到工件上,形成极高的温度。经光学系统聚焦,可在被照射材料表面上形成微米量级的极小光斑,获得高达108—1010W/cm2,甚至更高的公路密度,而较先进的电子束加工法的电子束功率密度一般在106—108W/cm2。因此激光在打孔、焊接、切割、雕刻、热处理等各种加工中得到广泛应用。

激光加工的主要特点如下:

1、由于激光加工的功率密度极高,并且穿透力大,利用这一优异的特点可以加工几乎所有的材料,油漆是以往加工方法不能加工的材料和工件,如钟表宝石轴承、金刚石模具、化纤工业喷头、火箭发动机燃料喷嘴等。

2、激光加工是将激光束聚焦到工件表面,用以去除或熔化材料,以改变工件表面的性能,属于非接触式加工,加工速度快,生产效率高,无噪声。

3、激光加工是将激光束照射到物体的局部表面,虽然加工部位温度很高,但移动速度很快,热影响区很小,热变形和加工变形很小。

4、由于激光束经光学系统聚焦,可在被照射材料表面上形成微米量级的极小光斑,并且可以产生飞秒级的超短光脉冲,因此可以进行普通加工难以做到的非常精细的微加工。

5、由于激光的空间控制性和时间控制性很好,激光束易于导向和聚焦,其能量、功率、光束的移动速度及光斑大小等都可以调节和控制,因此便于和机器人、计算机、数控机床、自动检测等技术和设备相结合,可以实现各种灵活的加工和自动化加工。

6、激光加工与电子束加工相比,其优越性是可以在大气中进行,不必在真空中进行,不受电磁干扰,设备相对简单,使用方便,性能良好。

7、可以一机多用通过设计适当的装置和条件,同一台机器可以完成如打孔、焊接等不同的功能。

8、激光加工不但可以加工金属等非透明体,也可以加工玻璃、有机玻璃等透明体;不但可以在工件表面进行加工,也可以透过透明体表面、在工件内部进行加工,如激光三维雕刻等。

激光加工技术从原理上分析,激光打孔、焊接、切割、打标、雕刻、热处理等都是利用激光的高功率密度,与被加工材料相互作用,去除、焊接或改变材料的性能。对于打孔、切割、打标等需把熔化和汽化的材料排除,因此要求能量密度高,作用时间短;激光焊接、热处理等式非去除加工,故要求能量密度较低,作用时间稍长。材料加热温度的高低,主要取决于激光输出的功率密度和作用时间。激光的功率密度远大于加工材料所需的功率密度。调节功率密度和作用时间,就可以实现不同的加工要求。

激光加工技术有效地利用了激光的优异性能,正在改变着以往的加工和生产方式,使生产效率大幅度提高,是机加工中最有竞争力的一种替代手段,在激光应用中占有重要的地位。

 

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