特种加工之激光加工

特种加工之激光加工

Special processing laser processing

班级B090202 学号B09020236 姓名郑世春

摘要

激光加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。

关键词：激光加工激光技术

Abstract

Laser processing refers to the use of the laser beam is projected onto the surface of the material produced by thermal effect to complete the process, including laser welding, laser cutting, surface modification, laser marking, laser drilling and micro processing. With the laser beam to the material for a variety of processing, such as drilling, cutting, cutting, welding, heat treatment. The laser can adapt to any material manufacturing, especially in some of the special requirements of precision and, special occasions and special material manufacturing plays an irreplaceable role.

Key words: laser processing laser technology

1、引言

激光是20世纪人类的四大发明之一,现在已经广泛应用于工业、军事、科学研究和日常生活中。21世纪号称人类已经进入光电子时代,作为能量光电子的激光技术的进一步广泛应用将极大地改变人类的生产和生活。激光加工技术实现了光、机、电技术相结合,是一种先进制造技术,目前正处于向传统制造技术中许多工艺过程积极渗透的阶段。由于它具有无接触、不需要工模具、清洁、效率较高、方便实行数控和可以用来进行特殊加工,目前已经广泛应用于汽车、冶金、航空航天、机械、纺织、化工、建筑、造船、仪器仪表、微电子工业、艺术品制作、日常生活用品和工业用品制造等众多领域。用来进行打孔、切割、铣削、焊接、刻蚀、大型零件的强化和修复、材料表面改性和材料合成、模具、模型和零件的快速制造,工艺美术品制作和清洗、产品标刻和防伪等。[1]

2、我国激光加工发展简史【2.3.4】

我国激光加工起源于六十年代，1963年开始红宝石激光打孔的应用研究。1965年研制出实用激光打孔机并成功地用于拉丝模和钟表宝石轴承的打孔。七十年代初已开展了特种材料激光焊接、电子元件的激光调阻、激光划片等试验，并很快推向生产。

1974年长春第一汽车制造厂用直管封离式CO:激光切割红旗牌汽车蒙皮、成都飞机制造厂切割卡板等精密零件、上海新沪玻璃厂切割石英钳祸、上海沪东造船厂切割船用钢管。1978年第一台千瓦横流CO:激光器样机在我国诞生，激光热处理应用研究才有条件发展。国家科委将大功率横流CO:激光器研制及其在热处理中的应用研究列入国家“六五”科技攻关规划。1983年国家科委组团赴美考察激光热处理，1984年中国机械工程学会热处理专业委员会成立高能密度热处理技术委员会，迄今该委员会组织了七次全国学术交流会。此后激光热处理基础及应用研究在各研究所、大学广泛开展。国家“七五”攻关被列入的主要课题是:实用化大功率激光器及加工机研制、汽车缸体激光热处理等四条中试线、矽钢片激光焊接工艺、各类材料激光切割工艺、五轴三联动激光切割机研制等。1989年中国光学学会成立激光加工专业委员会，迄今该委员会已组织了五次全国学术交流会，并与高能密度热处理委员会联合在中国组织了国际激光加工学术交流会，此后激光加工研究和应用领域迅速扩大。国家“八五”攻关主要的课题是:特种材料激光加工工艺及新型激光器研究、厚板及齿轮激光深熔焊接、激光毛化轧

辊、激光雕刻印染辊、轧辊激光熔复等。有的课题已提前达到攻关指标，使相关企业获得巨大经济效益。预计国家“九五”规划中，激光加工技术开发将与企业结合得更紧密，朝实用化、产业化、商品化发展。

3、我国激光加工发展现状[5.6.7]

我国激光加工从基础理论研究、应用研究、产品开发直至为生产厂建生产线，样样都在积极进行着，可以说国外有的，我们几乎都有。国外还没有用到生产的，我们已推向生产。如纺织钢令激光非晶态处理和大包头金笔尖激光焊接等，但由于投资强度低，工业基础差，使我国激光加工工艺与设备的水平均远落后于国外。尤其在激光加工系统的可靠性、稳定性、整体化、智能化、柔

性化等方面差距更大。

4、激光的产生原理

4.1光的物理概念

光既具有波动性、又具有微粒性——波粒二象性。根据电

磁学，光是在一定波长范围内的电磁波，如果把所有电磁波按

波长和频率依次进行排列，就可以得到电磁波波谱。

根据量子学，光是一种具有一定能量得以光速运动的粒子流（光

子）

图1

4.2原子的发光

原子的基态、激发态、跃迁。（图2是氢原子的能级）。基态时原子可长时间存在，激发态时原子停留时间很短。有些原子在某些能级上停留时间较长，这些能级称为亚稳态能级亚稳态能级的存在是形成激光的重要条件。原子的跃迁是以光子的形式释放能量。物质发光自发辐射和受激辐射两种。

4.3激光的产生