激光技术在金属材料加工工艺中的应用探析
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。
激光技术在金属材料加工工艺中的应用探析
前各 国应 用最 多 的激 光加 工 技 术 , 在 国外 许 多领 域 , 例如 ; 汽 车制 造 业 和机床制造业都采用激光切割进行钣金零部件的加工。 激光可切 割 的材 料 很 多 , 包 括 有 机玻 璃 、 木板 、 塑料等非金属板材 , 以 及 不 锈 钢、 碳钢 、 合金钢 、 铝 板 等 多 种 金属 材 料 。激 光 切 割 无 需 刀具 和模 具 在计算机控制下 , 可 直 接实 现二 维 、 三 维 上 任 意形 状 的 板 类 和 期I 科 技创 新与 应 用
激光技术在金属材料加工工艺中的应用探析
田 延 龙
( 哈 尔滨 东安发动机 ( 集 团) 有限公 司, 黑龙 江 哈 尔滨 1 5 0 0 6 6 )
摘 要: 激 光技 术的 研 究和 推 广应 用的 水 平是 标 志 一个 国 家现 代 化 程度 的 高级技 术之 一 。激 光 加 工技 术 是 利 用激 光 束 与 物质 相
关键 词 : 激 光技 术 ; 工艺; 加 工
激光 加 工 是一 种 新 兴 的先 进 制 造 技术 , 具有 自己 的特 色 与规 律 , 经 过 多年 的积 淀形 成 了激 光 加 工理 论 和 各 种激 光 加 工工 艺 参数 。 随 着世 界 科 技 与 经 济发 展 的 需要 , 激 光技 术 有 了迅 速发 展 。激 光 与普 通 光 相 比具 有单 色性 、 相 干性 、 方 向性 和 高光 强 。 同样 激光 加 工 设备 也 涉及 到 众 多学 科 因而决 定 了 它 的高 科 技性 和 高 收益 率 。 纵 观 国 际 和 国 内激 光 应用 场 情 况 经 过多 年 来 的研 究 开 发 和 完 善 , 当代 的激 光 器 和激 光 加 工技 术 与 设备 已相 当成 熟 形 成 系列 激 光加 工 工艺 。 1激 光技 术 优 势分 析
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
激光技术是一种非常高效和精确的加工方法,被广泛应用于金属材料加工领域。
激光
技术的主要优点是可以实现高精度、高速度、高可控性、无接触性、低损耗和低污染等特点。
激光加工技术已成为制造业的重要技术手段之一,广泛应用于航空航天、汽车、电子、通讯、军事、医疗等领域。
激光切割是利用激光束对金属材料进行高速、高精度切割的技术,可以实现对各种金
属板材、管材等材料的切割加工。
在激光切割中,激光束通过光透镜聚焦后,可以在材料
表面产生高温区域,使其迅速蒸发、熔化或燃烧,从而实现对材料的切割。
激光切割技术
除了可以实现高速度、高精度切割外,还具有切割质量好、加工表面光洁等优点。
由于激
光切割无需刀具,因此还可以实现对薄板材、不规则形状材料的切割,为金属材料加工提
供了更多的选择。
激光焊接是利用激光束进行金属材料的焊接工艺。
激光束照射到两个被焊接的金属件上,使其表面迅速加热,并在加热过程中产生的熔渣被喷出,两个金属件就可以实现焊接。
激光焊接的特点是焊接速度快、热影响区小、接头质量好等。
激光焊接可以处理各种不同
的材料,包括金属材料、塑料、陶瓷等,因此在汽车、电子、医疗等领域广泛应用。
激光打印是利用激光束进行金属材料的打印工艺,它可以通过控制激光束的强度和位置,在金属材料表面进行精密加工。
激光打印技术的主要特点是可以实现三维打印,打印
精度高、速度快、成本低等优点,在制造工业、航空航天等领域得到了广泛应用。
激光打
印技术还可以实现对材料的精细处理,这对于需要高精度、高质量、低成本材料加工的应
用非常有利。
激光技术在金属材料加工工艺中的应用研究
材料:生产与工艺信息记录材料 2019年4月 第20卷第4期1 引言在现代技术背景下,激光技术在金属材料加工工艺当中有许多不同的应用形式,例如激光焊接、激光切割等,这些技术表现均可给金属材料加工工艺提供有利帮助,使加工工艺效率、质量都得到提升,说明激光技术具有较高的应用价值。
2 激光技术金属加工工艺原理在激光本质上得知其是一种特殊的光线表现形态,相较于普通的光线,具有单色性、相干性、平行性的特点,在这些特点条件下,激光具备了受控能力,此时采用相关设备可以实现激光聚焦。
众所周知,当光线聚焦之后会产生一定的温度,这一点在激光上也是一样,但是介于激光特殊性,其产生的温度要高出普通光纤几十倍甚至百倍,所以将聚焦后的激光照射在加工件上,加工件表面会直接升温,之后因为温应力的影响,工件表面会软化、融化乃至断开,由此即可完成加工[1]。
决定工件变化形式的主要因素为激光聚焦强度与操作手法,例如在焊接工艺当中,根据焊接熔池规格要求对激光聚焦强度进行控制,此举可以调节工件表面的温度,之后保持聚焦激光不动,一段时间之后即可形成熔池;在切割工艺当中,根据加工件厚度、强度以及抗温性等对激光聚焦强度进行控制,之后在操作时依照一定速度移动激光,即可完成切割[2]。
3 激光技术在金属材料加工工艺中的应用3.1 激光焊接激光焊接技术在现代十分常见,其主要有两种表现形式,即深熔焊接和传导焊接,下文将对这两种激光焊接表现形式进行分析。
(1)深熔焊接深熔焊接常见于机械制造领域,应用时一般需要将激光功率密度调节到相应水平之后才能进行焊接操作,具体功率密度为:106~107W/cm2。
在相应功率密度条件下,激光的功率输入要远超热导的传输速率,此时将激光照射在金属加工件表面,会使得材料表面气化,并产生相应的小孔,此时激光会顺着小孔不断向下发生作用,这一过程中金属加工件的金属部分会不断溶解,产生相应的金属液体,此时即完成了焊接操作。
(2)传导焊接传导焊接也被称为热传导焊接技术,属于常规激光焊接技术,在应用时直接将激光照射在金属加工件表面使其升温,此时介于热传导原理,表面的温度会逐渐向内里渗透并扩散,当表面与内里温度累积达到一定熔点水平之后,就会出现熔池,此时就完成了焊接。
金属材料加工工艺中激光技术应用分析论文
金属材料加工工艺中激光技术应用分析论文金属材料加工工艺中激光技术应用分析论文引言:随着机械制造行业的高速发展,人们对于产品质量,生产效率方面的需求也得到了不断的提升,以致于现代机械制造行业中金属材料的加工工艺也逐渐成为了人们所热切讨论的话题。
不过,从当前机械制造金属材料的加工工艺现状可知,传统加工工艺普遍存在:生产效率低,技术成本高,劳动强度大等一系列的问题。
因此,本文将对其相关内容进行深入的讨论,并为此提出更加具有针对性的建议和意见。
一激光加工技术的基本概念激光,实际上就是一种特殊的光,并且还具有单色性、相干性的特点。
而所谓的激光加工技术,就是将激光聚焦到某一具体材料的表面,进而在被加工部件表面形成局部的高温,最终达到对零部件加工的目的。
运用到金属材料加工工艺中的激光加工技术有很多,比如:激光切割、激光焊接等。
总之,由于激光技术具有加工效率高,精度高的优点,因此也在一定程度上有效推进了我国工业制造行业的长远发展。
二激光加工技术应用的基本特征2.1激光加工技术应用的工艺集成性良好相比于运用到金属材料加工工艺中的其它技术,激光加工技术具有很強的工艺集成性特点。
主要体现在两方面:一方面是同一台机床可同时具备多种加工工艺,比如:切割、焊接、打孔、表面处理等;另一方面,则是同一台机床可同时实现多种工艺同步进行,甚至也能达到不同工艺分步进行的效果。
2.2激光加工技术应用的加工效率高众所周知,激光是一门新兴的技术产业,不仅可以广泛的应用到各行各业,而且还能有效提高企业的生产效率。
通过相关的研究调查就发现,激光切割的效率就要比一般技术的切割高达15倍;而激光焊接效率同样也是传统焊接的25倍;至于激光打孔效率,更是高达400多倍。
2.3激光加工技术应用的适应性强激光加工技术的优势是很多传统技术所不能媲美的,其中比较明显的一大优势特征就是适应性强。
尤其是在一些汽车生产行业,会使用到大量的金属材料,而通过激光加工技术,那些高强度材料、高熔点材料、高硬度材料都能得到有效的生产。
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嘿,咱今儿就来唠唠激光技术在金属材料加工工艺里那可老重要的应用啦!你想想看啊,这金属材料加工,就好比是给金属材料来个大变身,让它们变成我们想要的各种形状和样子。
那激光技术呢,就像是个神奇的魔法棒,一挥,就能让这个变身过程变得超级厉害!比如说切割吧,以前用那些传统方法切割金属,哎呀,那可费劲了,还不一定能切得那么整齐、那么精准。
但是有了激光技术,就像一把超级锋利的刀,嗖的一下,就能把金属材料切割得齐刷刷的,边缘光滑得跟啥似的,简直太牛了!再说说焊接。
以前焊接的时候,那焊点有时候不牢固啊,还可能有瑕疵呢。
但是激光焊接呢,那可是又牢固又美观,就像是给金属材料做了一次完美的缝合手术。
而且啊,它能焊接的地方可多了去了,不管是多小的缝隙,多复杂的形状,它都能搞定,厉害吧?还有打标呢!你看那些金属制品上的各种标记、图案,那可都是激光技术的功劳啊。
它能那么精细地把图案刻在金属上,就跟画上去的一样。
你说神奇不神奇?咱就说这激光技术在金属材料加工工艺里的应用,不就跟孙悟空七十二变似的,啥花样都能变出来。
这金属材料经过激光技术这么一加工,那价值可不就蹭蹭往上涨啊!这可不是我夸张啊,你去看看那些用激光技术加工出来的金属制品,质量杠杠的,谁看了不喜欢?咱生活里好多东西可都离不开这激光技术加工的金属材料呢!像那些精致的小零件、漂亮的装饰品,哪一个不是激光技术的杰作?这就好比我们的生活是一幅画,激光技术就是那最出彩的一笔颜色,让这幅画变得更加绚丽多彩。
你说,要是没有激光技术,这金属材料加工得失去多少乐趣和精彩啊!它让我们能够创造出更多更好的东西,让我们的生活变得更加美好。
所以啊,咱可得好好感谢这激光技术,它可真是给我们带来了太多的惊喜和便利啦!总之呢,激光技术在金属材料加工工艺中的应用那是相当重要,相当厉害的。
它就像一颗璀璨的星星,在金属加工的天空中闪闪发光,照亮了我们前进的道路。
咱可得好好珍惜它,让它为我们创造更多的奇迹,让我们的生活更加美好,不是吗?。
激光加工技术及其在金属加工中的应用
激光加工技术及其在金属加工中的应用激光是一种能量密度极高的光束,具有聚焦度高、控制性强等优点。
因此,激光技术在金属加工领域发挥着越来越重要的作用。
本文将就激光加工技术及其在金属加工中的应用进行探讨。
一、激光加工技术激光加工技术是指利用激光对物体进行切割、打孔、焊接等各种加工操作的一种技术。
激光加工技术的主要特点是加工热影响区小、加工速度快,可以在铁、铝、铜等大部分金属上进行加工。
激光加工技术按其原理可以分为CO2激光切割、Nd:YAG激光切割、光纤激光切割等。
二、激光切割技术激光切割技术是一种通过利用高能量的激光束对金属进行氧化并剥离的过程。
激光束通过对焦透镜集中在金属表面形成一个非常小的热源,当热源的能量超过了材料的耐热极限时,材料就开始蒸发形成切割缝。
激光切割技术的切割速度快,精度高,但是加工盲区大,只适用于平面或轻微弧度的零件制造。
三、激光焊接技术激光焊接技术是一种利用激光束对金属表面进行加热并迅速冷却,将相邻部位的金属熔化并焊接在一起的加工过程。
激光焊接技术可以有效地减少焊接时间和变形,特别适用于对焊缝质量有要求的零部件加工。
在汽车、航空、电子、机械制造等领域中都广泛应用激光焊接技术。
四、激光打孔技术激光打孔技术是一种通过利用激光束对金属表面进行加热并消融的过程,从而在金属上形成一个小孔。
激光打孔技术的好处在于远远超过其他打孔方式。
激光打孔可以快速、清洁地处理大量的材料,并且可以对硬度、厚度和类型的材料进行高质量的打孔操作。
激光打孔技术在电子元器件、电池、航空及汽车等领域中得到广泛应用。
五、激光切割、激光焊接和激光打孔在金属加工领域的应用激光加工技术在金属加工领域的应用非常广泛,特别是激光切割、激光焊接和激光打孔技术。
激光加工技术可以制造出各种形状复杂,表面平整的零件,并且无需进行磨削等二次加工操作,可以大大提高生产效率。
激光加工技术还可以在不影响材料机械性能的情况下处理材料表面,与其他加工方式相比,激光加工技术的工件质量更优,更能够适应高精度、高效率、高品质的生产需求。
脉冲激光技术在金属材料加工中的应用
脉冲激光技术在金属材料加工中的应用一、前言激光加工技术的兴起改变了以往的加工方式,而脉冲激光技术在金属材料加工中的应用则是其中重要的一环。
脉冲激光技术由于其独特的特点,在金属材料的加工领域中,具有广泛的应用前景。
本文将着重探讨脉冲激光技术在金属材料加工中的应用。
二、脉冲激光技术的基本原理脉冲激光装置由激光器、光纤、调制器、扫描镜、聚焦镜等部分组成,它们协同工作完成加工过程。
脉冲激光技术在金属加工领域中的应用,主要是靠高能量的激光束进行材料的加工处理,其基本原理是:通过激光束中的光子能量,对金属材料进行局部加热,超过材料的熔点,使金属材料部分熔化甚至蒸发,从而达到切割、打孔、冲压等目的。
三、脉冲激光技术在金属材料加工中的应用1、切割脉冲激光技术在金属材料的切割中应用广泛,特别是在汽车、飞机等行业的制造中的中板、薄板切割工艺方面。
中等功率的脉冲激光在切割铝合金板材时具有突出的优势,可实现高质量的切割效果。
与传统的等离子体切割相比,脉冲激光切割可以实现精确控制,消除了等离子体切割时的大小变化和边缘烧损等缺陷,有利于在金属材料上制作高精度、高质量的零件。
2、打孔对于金属板材的打孔而言,脉冲激光技术和传统的机械加工方式相比,具有明显的优势。
这是因为,脉冲激光切割具有高加工速度、高精度、低噪声等特点。
在打孔速度方面优于传统的机械加工,产生的热区域也更小,从而减少了整个加工过程中的热损失。
此外,脉冲激光器的特殊结构还可以形成更小,更精确的打孔直径。
使用脉冲激光技术打孔可大大提高产品的加工质量和生产效率。
3、冲压当今,用脉冲激光器进行的材料冲压已逐渐被机械压力冲压所替代。
脉冲激光器其在冲压加工中的应用,主要体现在以下三个方面:(1)高速度:相对于传统的机械压力冲压,脉冲激光冲压的加工速度可以比机械冲压加工快数十倍至数百倍,可以很好地提高产品的生产效率。
(2)高精度:脉冲激光冲压在精度方面也更加出色,可以实现更小的误差和更大的稳定性,可以制作出更复杂的零部件。
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摘要:作为目前最为流行的金属加工技术之一,激光技术的应用具有重要优势作用。
而且由于金属加工的过程与其他制品的加工要求不同,所以在利用激光技术进行加工过程中在加工方式以及标准等方面存在肯定的差异。
为此,为了更好地发挥激光技术的优势作用,提升金属材料加工工艺水平,必需要充分把握激光技术的原理和特点,从而优化加工工艺,提升加工质量。
关键词:激光技术;金属材料加工;工艺;激光加工应用1 概述作为一种新型的现代加工技术,激光加工技术自身就具有肯定的规律和特性。
为了有效地提升金属加工工艺水平,就必需要加强对激光技术原理及特点的把握,并通过对现代科学技术的应用促进金属加工工艺的优化。
由于激光技术属于一种单行想干方式,并具有较高的光学特性,所以在进行激光加工过程中要充分结合科技进展标准以及高效收益要求等,不断完善对激光技术设备的配置,提升激光加工技术的成熟度等,从而促进我国金属材料加工行业的长期稳定进展。
2 激光加工技术的原理和特点2.1激光加工技术的原理作为一种光,激光不仅具备了一般光的特性,而且还具有高亮度、高强度、相干性、方向性以及单色性较好等优势。
而激光加工技术则是综合应用了激光的优势,通过高聚焦的能力密度来完成激光照耀工作,而被照耀的区域温度可以到达上千甚至上万摄氏度,可以瞬间将金属材料进行熔化、蒸发,然后在通过热冲击波的作用将发生熔融的金属材料进行加工制造。
为此,可以通过激光技术对任何形式的金属材料进行切割、打孔或者焊接等加工。
整个加工过程主要分为:对待加工的金属材料进行激光照耀、待加工的金属材料充分汲取所照耀的激光能量、光束能量进行转换,将待加工金属材料进行无损加热、待加工金属材料被熔化、蒸发或者破坏、加工完成进行冷却等步骤。
2.2激光加工技术的特点激光技术进行金属材料的加工主要特点为:1〕激光能量具有较高的瞬时密度,所以几乎可以对任何形式的坚硬、耐热的金属材料进行加工,譬如对于传统方式难以进行加工的半导体、陶瓷等材料;2〕激光光束的光斑可以聚焦到微米级的大小,为此可以进行输出功率的调整,进而可以进行任何冗杂图形或者微纳米级别的精细加工;3〕可以通过非接触进行加工,为此在加工过程中没有工具的能量损耗问题;4〕加工速度较快、热影响范围较小;5〕具有加强的适应性,该技术不仅适用大气环境下,而且也可以在真空环境中进行操作,并且该技术与其他设备的集成应用可以有效的实现加工的自动化特点。
激光加工金属材料的研究及应用
激光加工金属材料的研究及应用激光加工是一种高精度、高效的加工技术,已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
而激光加工金属材料具有的高精度、高效率、低误差和无接触性等优点,使其在现代工业生产和科学研究中得到广泛应用。
一、激光加工金属材料的研究随着激光技术的发展,激光加工金属材料的研究也越来越深入。
激光加工金属材料的基本原理是利用激光束高能量浓缩作用于金属表面形成局部熔化并迅速扩散,使其材料搬运并替代,在此过程中,通过频繁重复的激光束照射,逐渐形成所需要的形状和尺寸。
其中,激光熔凝成形(LMD)是重要的激光加工技术之一,其通过将金属粉末或线材送入激光束的熔化区,形成液态熔池,并利用高温区的熔池来加工金属材料。
激光切割、激光打孔、激光屈曲成形等也是激光加工金属材料的重要研究方向。
研究表明,激光加工金属材料具有高温作用、精密加工、低变形、柔性加工、高质量加工等特点。
此外,激光与金属的相互作用过程中产生的诸多因素也对激光加工金属材料产生了影响,如激光功率、扫描速度、扫描方式、熔池的温度分布、金属材料的特性等。
二、应用领域激光加工金属材料的广泛应用不仅改变了传统的金属加工方式和产品质量,同时也为各个工业和科学领域提供了新的思路和命题。
下面我们主要从汽车零部件、航空航天领域和医学器械方面来探讨激光加工金属材料的应用。
在汽车零部件制造中,激光加工金属材料被广泛应用于发动机制造、车身制造和安全设备制造等多个方面。
例如在发动机制造中,激光加工金属材料可对气门部件、涡轮喷油器喷嘴等进行加工;在车身制造中,激光加工金属材料常被用于车身冲压、零组件切割等;在安全设备制造中,激光加工金属材料可对安全气囊等进行微细加工,使得零部件质量提高。
在航空航天领域中,激光加工金属材料用于制造喷气式发动机和飞行器零部件等。
其中,激光熔凝成形技术已经广泛应用于航空航天领域中的元器件、部件及结构薄壳等微弱零部件的制造过程中。
在医学器械制造中,激光加工金属材料被用于高精度制造人工关节等,并且发展出了一种基于激光熔凝屈曲成形的医学成形材料,可做成各种异形结构的人工内脏模型。
激光切割技术在金属加工中的应用研究
激光切割技术在金属加工中的应用研究激光技术是现代制造业中广泛应用的一种高能量光束工具,其在金属加工领域中具有独特的优势。
激光切割技术以其高精度、高效率和灵活性等特点,被广泛应用于金属材料的切割加工领域。
本文将对激光切割技术在金属加工中的应用进行研究和探讨。
首先,激光切割技术的原理和特点使其在金属加工中具备了独特的优势。
激光切割是利用高能密度激光束对金属材料表面进行局部加热,使其迅速融化和汽化,通过气流将熔化的金属排除,从而实现切割目的。
相较于传统的机械切割方法,激光切割具有无接触、非接触、高精度的特点,能够处理复杂形状的工件,且没有刀具磨损和切割留下悬臂等问题,极大地提高了金属加工的质量和效率。
其次,激光切割技术在金属加工中的应用具有广泛的范围。
激光切割可以应用于各种金属材料的切割加工,包括钢材、铝材、铜材等常见金属材料。
在汽车制造、电子设备制造和航空航天等行业中,激光切割技术可以用于切割车身板、机械零部件和电子元件等金属零件。
此外,激光切割还可以用于微细加工领域,如微电子器件的切割和精密零件的制造等。
另外,激光切割技术在金属加工中的应用还可以进一步扩展到其他工艺领域。
激光切割可以与激光焊接、激光打印等技术相结合,实现多工艺的一体化加工。
例如,激光切割可以与激光焊接相结合,实现多种金属材料的一体化加工和连接,提高工件的强度和密封性。
激光切割还可以与激光打印技术相结合,实现金属零件的定制化生产,加快产业升级和创新发展。
此外,激光切割技术在金属加工中的应用还可以带来环境友好和节能的效益。
传统的机械切割方法通常需要大量的能源和机械设备,而激光切割技术可以通过对激光束的控制和调节,实现对金属材料的高效切割,减少了能源消耗和材料损失。
激光切割还可以实现废料的减少和再利用,减少了对环境的污染。
因此,激光切割技术的应用不仅能够提高金属加工的质量和效率,还能够保护环境和节约能源,具有重要的经济和社会效益。
然而,激光切割技术在金属加工中还存在一些挑战和问题。
金属材料加工工艺中激光技术应用分析
1 激光 加 工的基 本 特征
k W的c O : 激光器是 激光既具有时间控制性 , 又具有空 间控制性 , 使其能 为行业发展的重要支撑。输出功率为2 可切割不锈钢的最大厚度为8 够满足 自动化加工的要求 。 因此 , 激光加工 系统可 以与计 目前 比较常用 的切割器械 , 算机数控技术交相呼应 , 生成便捷 、 优质 、 高效的 自动化加 毫米 , 普碳钢 的最大厚度为1 2 m m。
多领域 。 就材料加工领域来说 , 激光技术凭借 自身独特 的 优势 , 俨然已经成为其不可或缺的发展元素。 然而 , 由于各 种限制 因素的影响 , 激光技术在该领域 的应用价值并未得 到充分体现, 应用潜能也 并未得到充分挖掘 。 对此 , 本文 以 金属材料加工为研对象 , 从基本特征、 应用现状 、 应用前景 三个角度对相关问题进行 了如下的分析和探讨 2 No . 1 5
企 业 技 术 开 发
TECHNOLOGI CAL DEVELOP MENT OF ENT ERPRI S E
2 0 1 3 年 5月
M . 2 01 3
金 属材 料加工 工 艺中激光技 术应 用分 析
樊 大 熊 j
行业不可或缺的应用技术 。 目前 , 激光切割 主要应用于薄 板材料加工 , 如电梯控制板 、 仪表板 、 木模板等 。 而在金属 材料加工方面 , 激光切割还稍显滞后 , 这也是其今后一段 时期 内重要的发展方 向。 通用 、 福特 、 丰田等世界知名的汽车公司, 就将激光切 割技术广泛应用于汽车组装生产线上 。 与其它切割技术相 比, 激光切割可以在最小基本 面板 内实现不 同规格 、 不同 精度零件 的加工 , 摒弃金属模 的限制 , 进而取得 良好 的加 工效果 。 此外 , 激光切割还广泛应用 于各类不锈钢工件的 切割 。 无论是加工数量 , 还是加工质量 , 都呈现 出良好 的发 展势头。 当前 , 激光切割技术逐步应用于机械制造行业 , 成
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【摘要】激光技术在金属材料加工工艺中具有广泛应用。
通过激光切割技术,可以实现精准、高效的金属材料切割,节省时间和成本。
激光焊接技术可以实现高强度的金属焊接,提高产品质量和生产效率。
激光烧蚀技术可以对金属材料进行精细加工,提升制造工艺的精度和灵活性。
激光打标技术可以实现高清晰度的标记,用于标识和追踪金属制品。
激光表面处理技术可以提高金属表面的硬度和耐磨性,延长使用寿命。
激光技术在金属材料加工工艺中的优势包括提高加工效率和质量,为制造业带来新的发展机遇。
未来,激光技术在金属材料加工中的应用前景广阔,将继续推动行业的创新和升级。
【关键词】激光技术, 金属材料, 加工工艺, 切割, 焊接, 烧蚀, 打标, 表面处理, 应用, 加工效率, 质量, 前景1. 引言1.1 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具有广泛的应用。
随着科技的不断发展,激光技术在金属加工领域已经成为一种重要的加工工艺。
激光技术凭借其高精度、高效率、无接触加工等优势,被广泛应用于金属切割、焊接、烧蚀、打标和表面处理等领域。
激光切割技术利用激光束在金属材料表面产生高温熔化或气化,达到切割金属的目的,具有切割速度快、精度高、变形小等优点。
激光焊接技术通过激光束的热作用将金属材料熔化并连接在一起,实现高效且高质量的焊接。
激光烧蚀技术利用激光束对金属表面进行高能量密度的热处理,去除金属表面的氧化层和杂质,提高材料表面质量。
激光打标技术可以在金属材料表面精确、快速地刻上标记或图案,应用广泛且效果良好。
而激光表面处理技术则通过激光束对金属表面进行改性处理,提高金属材料的耐磨性、耐腐蚀性等性能。
激光技术在金属材料加工工艺中的应用极为广泛,不仅可以提高加工效率和质量,还可以创造出更多新的加工方式和机会。
激光技术的发展前景十分广阔,相信在未来会有更多新的应用领域被开发出来。
2. 正文2.1 激光切割技术激光切割技术是一种高精度、高速、高效的金属材料加工方法。
激光加工在金属材料加工中的应用
激光加工在金属材料加工中的应用随着科技的发展,激光加工技术被广泛应用于金属材料加工领域。
激光加工可以实现高精度、高速度、高质量的加工,成为现代工业中一种重要的加工方式。
本文将重点探讨激光加工在金属材料加工中的应用,包括激光切割、激光打标、激光焊接和激光冲压等方面。
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,它可以实现快速、精确地切割各种金属材料。
激光切割可以通过调节激光的功率、频率和速度等参数,实现对不同材料的最佳切割效果。
激光切割可用于板材、管材、异型材等的切割、开槽和排孔等加工。
二、激光打标激光打标是一种利用激光光束对金属表面进行刻划的加工方式。
激光打标可以在金属表面精确、稳定地刻印出各种文字、图案和标识。
激光打标可以采用CO2激光、半导体激光和光纤激光等,适用于不同种类的金属材料和复杂表面形态的打标。
三、激光焊接激光焊接是一种高能量密度焊接技术,在金属材料加工中也占有重要的位置。
激光焊接主要适用于薄板、精密部件和复杂形状的组件的焊接。
激光焊接的主要特点是焊接速度快、焊接质量高、热影响区小。
激光焊接应用领域广泛,包括汽车、电子、航空航天等各个领域。
四、激光冲压激光冲压是利用激光切割技术和机械冲压技术相结合的一种新型加工方式。
激光冲压可以实现对不同形状的金属板材进行切割、折弯、拉伸等加工,具有高效、精准、节能、环保等优点。
激光冲压技术已经成为汽车制造、家电制造等行业的主流加工方式。
在这些应用中,激光加工技术作为一种高效、精准的加工方式,已经成为金属材料加工的重要手段。
但是,激光加工加工设备本身的价格较高,操作技术要求也较高,因此需要对其进行细致的研究和科学的应用,才能更好地发挥其在金属材料加工领域的作用。
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【摘要】激光技术在金属材料加工工艺中发挥着越来越重要的作用。
本文首先介绍了激光技术在金属材料加工中的背景和重要性。
接着详细讨论了激光切割、激光焊接、激光打印、激光表面处理以及激光热处理等技术在金属材料加工中的应用情况,阐述了它们各自的特点和优势。
对激光技术在金属材料加工工艺中的未来发展进行了展望,指出激光技术将在金属材料加工领域继续发挥重要作用,为提高生产效率和产品质量提供更多可能性。
通过本文的介绍,读者能够更加深入地了解激光技术在金属材料加工中的应用和未来趋势,为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
【关键词】激光技术、金属材料、加工工艺、激光切割、激光焊接、激光打印、激光表面处理、激光热处理、未来发展1. 引言1.1 背景介绍金属材料加工一直是制造业中非常重要的一环,传统的金属加工工艺包括切割、焊接、打印、表面处理和热处理等多种方法。
随着科技的进步和激光技术的发展,激光技术在金属材料加工领域得到了越来越广泛的应用。
激光具有高精度、高速度、无接触和无污染等优点,因此在金属材料加工过程中能够取代传统的加工方法,提高加工效率和产品质量。
激光切割技术利用激光的高能量密度,可以快速、精确地进行金属材料切割,常用于汽车、航空航天、电子、建筑等领域。
激光焊接技术则可以实现高效、准确的金属材料焊接,可以避免传统焊接过程中的变形和裂纹问题。
激光打印技术可以实现金属材料的快速成型,广泛应用于定制化零部件制造领域。
激光表面处理技术可以改善金属材料的表面性能,提高材料的耐磨性、抗腐蚀性等。
激光热处理技术则可通过激光的高能量来实现金属材料的局部加热、快速冷却,达到改良材料的性能的目的。
激光技术在金属材料加工中的应用有着巨大的潜力,可以提高金属制造业的生产效率和产品质量。
未来随着激光技术的不断进步和完善,相信激光技术在金属材料加工工艺中会有更广泛的应用和更出色的发展。
2. 正文2.1 激光切割技术在金属材料加工中的应用激光切割技术是一种高效、精确的金属材料加工方法,广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
激光切割技术在金属板材加工中的应用研究
激光切割技术在金属板材加工中的应用研究激光切割技术是一种高效、精确和灵活的金属板材加工方法,近年来在工业制造领域得到广泛应用。
本文旨在研究激光切割技术在金属板材加工中的应用,并探讨其优势、限制以及未来的发展方向。
激光切割技术是利用高能量密度的激光束对金属板材进行材料切割的一种方法。
通过控制激光束的参数,如功率、波长和聚焦方式,可以实现对金属板材的高精度切割。
首先,激光切割技术具有高效率和高精度的优势。
相比传统的切割方法,激光切割技术可以实现快速、准确的切割操作,大大提高了生产效率。
激光束可以穿透金属材料,使切割过程变得更加快速和精确。
而且,激光切割技术可实现复杂形状的切割,例如圆形、方形和异形等,满足了不同加工需求。
其次,激光切割技术具有非接触式切割的特点。
激光束在切割过程中不与金属板材直接接触,避免了传统切割方法中刀具磨损和材料变形的问题。
非接触式切割还可以避免金属板材受到二次污染,提高了产品的质量。
此外,激光切割技术可以实现自动化和数字化的生产过程。
激光切割机可与计算机系统连接,通过CAD(计算机辅助设计)软件实现自动化切割操作。
操作员只需在计算机上设计好切割路径和形状,激光切割机即可根据程序自动进行切割。
这种数字化的生产过程提高了生产效率和产品质量,并减少了人为因素的干扰。
然而,激光切割技术在金属板材加工中也存在一些限制。
首先是设备成本较高。
激光切割机的购买和维护费用较高,这对于一些中小型企业来说是一个挑战。
其次,激光切割技术对金属板材的材料和厚度有一定的限制。
不同材料和厚度的金属板材对激光切割的适应性不同,需要进行不同的参数调整和切割工艺优化。
最后,激光切割技术在切割过程中会产生一定的热影响区域,可能导致材料变形和质量下降。
为了降低热影响区域的影响,需要合理选择激光切割参数和适当的冷却措施。
针对激光切割技术的上述限制,近年来研究人员在切割设备、材料选择和工艺优化等方面进行了不断的改进和创新。
激光热处理技术在金属材料中的应用研究
激光热处理技术在金属材料中的应用研究引言:金属材料作为一种常见的材料,广泛应用于工业生产和科学研究领域,其性能对各个行业的发展起着重要作用。
然而,传统热处理技术在一些特殊情况下无法满足要求,这就需要采用一些新的技术来改善材料性能。
激光热处理技术作为一种新兴的表面改性技术,在金属材料的处理中显示出了巨大的潜力。
本文将探讨激光热处理技术在金属材料中的应用,并讨论其对材料性能的影响。
1. 激光热处理技术简介激光热处理技术是一种利用高能激光对金属材料进行非接触式的加热处理的技术。
通过调整激光的能量密度和照射时间,可以实现对金属材料表面的快速升温和冷却。
激光热处理技术具有局部性好、加热速度快、变形小等优点,因此被广泛应用于金属材料的表面改性和性能提升。
2. 激光热处理技术在金属材料强化中的应用激光热处理技术可以通过改变金属材料的微观结构,在不改变整体成分的情况下提高材料的硬度和强度。
例如,通过激光表面熔化和淬火处理,可以在金属材料表面形成一层致密的晶须组织,从而改善材料的耐磨性和抗腐蚀性能。
此外,利用激光热处理技术还可以实现金属材料的局部强化,例如通过激光熔化和再结晶处理,在焊接接头附近提高材料的强度和耐疲劳性能。
3. 激光表面合金化技术的研究进展激光表面合金化技术是激光热处理技术的一种重要应用,它通过激光照射时的快速加热和冷却过程,将预先喷涂的合金粉末与金属基体表面进行熔化和混合,形成一层合金化的表面层。
这种技术可以改善金属材料的耐磨性、耐腐蚀性和高温氧化抗性等性能。
研究人员通过探究不同的合金粉末成分、加热和冷却速度等参数对合金化层性能的影响,逐步优化激光表面合金化技术,使之成为金属材料表面处理的有效手段。
4. 激光热处理技术在3D打印金属材料中的应用随着3D打印技术的快速发展,激光热处理技术在3D打印金属材料中的应用也得到了广泛关注。
通过激光热处理技术,可以消除3D打印金属材料中的缺陷和残余应力,提高材料的密实性和力学性能。
论金属材料加工工艺中激光技术的应用
论金属材料加工工艺中激光技术的应用摘要:近年来,在社会快速发展带动下,激光技术的应用、推广范围也在逐步拓展,并逐渐向工业、科研等诸多领域进行渗透,并在很多行业都拥有较高的应用发展优势,尤其是金属材料加工中的应用,逐渐成为该行业不可或缺的发展因素。
但就目前来看,该技术虽然在很多领域都得到广泛推广,但由于种种因素的制约,该技术在材料加工领域的应用价值还未得到充分发挥,还有待进一步挖掘。
关键词:金属材料;加工工艺;激光技术引言:激光加工技术是一种全新的无模具加工技术,将激光加工技术应用到金属材料加工工艺中,能节省大量模具,缩短生产时间,减少生产成本,增加产品的精确度,是适应市场发展需要的新型工艺技术。
激光加工技术在钣金加工工艺中具有很重要的位置,大大提高金属加工工艺的劳动生产率,推动金属加工工艺的发展。
一、激光技术在金属材料加工工艺中的应用1.1激光打孔激光打孔是激光技术材料加工中应用最早的激光技术,激光对板料进行打孔,一般采用的是脉冲激光,能量密度高、效率高。
瑞士某公司利用固体激光器给飞机涡轮叶片进行打孔,可以加工直径从20μm到80m的微孔,其直径与深度比可达1:80,另外利用激光在一些脆性材料如陶瓷上加工一些微小的异型孔,直径可以达到0.001mm。
1.2激光切割技术近年来,激光切割技术的应用十分广泛,据相关技术研究分析表明,激光切割技术占激光加工技术的近70%。
激光切割机主要由激光器、机床主体和控制系统三大部分组成,常用于激光切割的有CO2激光器和YAG激光器,其特点是切割精度高。
根据切割要求不同,激光光源的功率从5W到90KW不等,切割钣金工件所采用的激光光源功率一般是在100W到1500W之间。
当切口宽度要求在0.15mm至0.2mm之间时,激光光源的输出功率应小于1500W,此时激光光源的振荡模式为单模振荡,切割面也会相对较平整;当切口宽度在1mm左右时,激光光源的输出功率应选择大于1500KW,此时激光光源的振荡模式为多模振荡,切割面会留下少许污物。
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激光技术在金属材料加工工艺中的应用探析
激光技术的研究和推广应用的水平是标志一个国家现代化程度的高级技术之一。
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。
如今,激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电器、航空、电子、冶金、机械制造等重要部门。
就激光技术的优势、常见的激光技术以及在金属材料加工工艺中的应用进行了研究,对提高产品质量、劳动生产率和减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。
标签:激光技术;工艺;加工
激光加工是一种新兴的先进制造技术,具有自己的特色与规律,经过多年的积淀形成了激光加工理论和各种激光加工工艺参数。
随着世界科技与经济发展的需要,激光技术有了迅速发展。
激光与普通光相比具有单色性、相干性、方向性和高光强。
同样激光加工设备也涉及到众多学科因而决定了它的高科技性和高收益率。
纵观国际和国内激光应用场情况经过多年来的研究开发和完善,当代的激光器和激光加工技术与设备已相当成熟形成系列激光加工工艺。
1 激光技术优势分析
1.1 加工速度快,效率高
激光切割是当前各国应用最多的激光加工技术,在国外许多领域,例如,汽车制造业和机床制造业都采用激光切割进行钣金零部件的加工。
在航天工业中,铝合金用激光焊接的成功应用是飞机制造业的一次技术大革命。
在汽车工业中,激光加工技术优化了汽车结构,提高了汽车性能,降低了耗油量。
激光精加工和微加工不但促进了工业的发展,也为制造行业提供了有利条件。
随着大功率激光器光束质量的不断提高,激光切割的加工对象范围之广,几乎包括了所有的金属和非金属材料。
例如,可以利用激光对高硬度、高脆性、高熔点的材料,进行形状复杂的三维立体零件切割,这也正是激光切割的优势所在。
由于激光加工技术的高效率、无污染、高精度、热影响区小,因此在工业中得到广泛应用。
另外,激光切割的优点还包括设置时间短,对不同工件和外形具有很好的适应性。
1.2 精准率高,无污染
激光焊接激光焊接是将光斑非常细小高强度的激光照射到工件表面,通过激光与物质的相互作用,使作用区域内的母材局部快速熔化、汽化,实现焊接。
与传统的加工热源相比,激光具有高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性等特点,因此,激光加工是一种新型的高能束流加工技术,对提高产品质量和劳动生产率,实现生产的自动化和无污染,以及减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。
例如,3D激光切割技术是加工高强钢最经济的技术。
激光切割适合高强钢加工毛边过程。
对于这种加工,3D激光切割尤其适合这种已经成型的金属薄板。
如果钢的强度达到1500MPa,就只能采用激光切割技术才能实现,没有其他更经
济的方法可以选择。
另外,对于激光切割而言,低热输入是激光切割中一个非常重要的特点,因为一些合金的高强特性会由于热效应而导致性能降低。
激光能焊接以前由于不可视原因而无法焊接的部位(例如,车顶侧板和后挡板的结合)。
激光焊接同样是一种变形很小的高质量焊接,能够达到很高的精度。
另外,激光焊接相比电阻点焊能够减小焊缝宽度,这再一次降低了重量和燃油消耗。
2 激光技术在金属材料加工工艺中的应用
2.1 激光切割
激光是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面,使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。
激光切割是当前各国应用最多的激光加工技术,在国外许多领域,例如,汽车制造业和机床制造业都采用激光切割进行钣金零部件的加工。
激光可切割的材料很多,包括有机玻璃、木板、塑料等非金属板材,以及不锈钢、碳钢、合金钢、铝板等多种金属材料。
激光切割无需刀具和模具在计算机控制下,可直接实现二维、三维上任意形状的板类和壳体类零件的柔性加工。
同时,激光切割也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,从而输出受控的重复高频率的脉冲激光,形成一定频率,一定脉宽的光束,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,形成一个个细微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。
与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量、高的切割速度、高的柔性、广泛的材料适应性等优点。
精度高,其定位精度0.05mm,重复定位精度0.02mm;速度快:切割速度可达10m/min,最大定位速度可达70m/min,比线切割的速度快很多。
不受被切材料的硬度影响:激光可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等进行加工,不管什么样的硬度,都可以进行无变形切割。
2.2 激光焊接
激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面,在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度,使材料熔化或气化,再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走,达到切割材料的目的。
激光焊接的特点及应用激光焊接是一种高速度、非接触、变形极小的焊接方式,非常适合大量而连续的在线加工。
适合于精密件、箱体件和有密封要求焊接件的加工。
激光束经聚集后可获得很小的光斑,且能精密定位可应用于大批量自动化生产,不仅生产效率大大提高且热影响区小焊点无污染大大提高了焊接的质量。
随着激光设备和加工技术的发展,激光焊接能力也在不断增强。
焊接速度高、焊缝小、焊接熔深大、热影响区窄,焊接变形小、在操作过程中无污染是它的主要优点。
采用激光扫描焊接工艺可以实现任何焊接曲线,使车身结构具有更大的灵活性,并且可以根据特殊的焊接强度进行定制。
主要有激光与电弧、等离子弧、高频感应热源复合焊接以及双激光束焊接等。
另外,激光扫描焊接提供了更高的生产率、适应性和经济效果,它特别适用于一个构件要求多道短的搭接焊,这种方式也被称为远程焊接。
这种高动态焊接技术通过扫描振镜引导激光束到工件进行焊接,移动工件或者焊接头的时间变得很
短。
因此客户能选择一系列的焊接工艺而几乎没有浪费时间,使热输入和变形最小,而加工时间能被缩短70%以上。
3 结束语
总之,激光技术这项蓬勃发展的新型技术,不仅被大规模地应用在汽车、材料加工、机械制造、电气仪表、航空航天、等诸多工业领域,并且融入到了人民大众的日常生活,更是为工业时代带来了无限的商机。
随着激光加工技术、设备、工艺研究的不断深入,将具有更广阔的应用前景。