激光技术之工业应用

激光技术之工业应用
数设0801班孟成龙46号激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。

它最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译。

故现在激光切割机床仍被称为“镭射机床”。

激光在工业的不断应用形成了，激光加工技术的一个专门的学科。

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(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。

激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：
1.激光加工系统。

一种激光加工系统，其特征在于包括：一控制器；一激光振荡器,当接收到来自所述控制器的激光振荡工作命令时产生并输出激光；以及一激光加工装置，用于接收激光、收集激光、用收集到的激光辐射工件，当接收到来自控制器的工作路径移动工作命令时，所述激光加工装置使工件相对工作头作相对移动；所述控制器，包括：一程序分析装置，用于依据控制程序步骤分析工作程序及产生并输出工作程序命令；工作状态寄存装置，用于存储选自穿孔、准备工作、切割组等工作的工作状态数据，及根据请求选择性地输出工作状态数据；一工作命令装置，当接收到工作程序命令时，调用所述工作状态寄存装置里相应的工作状态数据，及产生并输出激光振荡工作命令和工作路径移动工作命令；以及一准备工作命令装置，用于检测由所述程序分析装置分析的工作程序的穿孔指令，产生一准备工作命令信号并把它输出到所述工作命令装置，当结合工作命令装置在以穿孔指令为基础的工作程序命令后实行一预定量的工作程序命令并产生一工作命令时，所述准备工作命令装置以准备工作状态数据代替特定的工作状态数据及产生一准备工作命令，然后产生使工作位置返回激光振荡器输出为零的穿孔位置的工作命令，并使所述工作命令装置输出该命令。

2.激光加工工艺。

包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。

目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。

激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。

使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化
工等行业。

激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。

国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。

目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。

激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。

我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。

目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主。

激光加工的特点：
①激光束能聚焦成极小的光点(达微米数量级),适合于微细加工(如微孔与小孔等);
②功率密度高,可加工坚硬高熔点材料如钨、钼、钛、淬火钢、硬质合金、耐热合金、宝石、金刚石、玻璃与陶瓷等;
③无机械接触作用,无工具损耗疑问,no行产存加工变形;
④加工速度极快,对工件材料的热影响小;
⑤可带空气、惰性气体与真空中进好的加工,并可通过光学透明介质进好的加工;⑥存产效率高,例如打孔速度可达每秒多孔用上,对于几毫米厚的激光设备金属板材切割速度可达每分钟几米。

工业激光在中国市场的前景如何？首先，激光加工是一门21世纪发展极快的制造新技术，各国政府和工业部门都非常重视激光器和激光加工技术设备的发展。

中国政府一直将激光作为“先进制造技术”列为国家重点发展项目。

随着中国经济快速发展和国内经济的转型，激光加工技术必将逐步取传统加工技术，渗透到工业各个领域，中国也将迅速成为全球激光器和激光加工设备应用的重要市场。

与国际上激光加工系统相比，我国的激光加工系统也差距甚大，仅占全球销售额的2%左右。

主要表现为：高档激光加工系统很少，甚至没有；主力激光器不过关；微细激光加工装备缺口较大。

由于，激光加工的优势明显，国家政府大力支持，加上国内激光市场的巨大空缺。

所以，激光在中国工业的应用前景十分
美好。

图为：二氧化碳三维激光打标机。