不同激光器对不同材料的作用

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2、CO2激光器对金属材料的加工
激光无法透过金属材料，部分能量会被吸收和反射掉。金属吸收二 氧化碳激光的能力较弱，激光波长越小，吸收率越高，能量传递效率也 越高。尽管金属对二氧化碳激光的吸收较少，但只要能量密度很大，二 氧化碳激光仍可有效用于金属的焊接和切割。 比如计算机机壳的钣金切割，以及各种机器控制箱和机壳的钣金切 割是最主要的加工对象。尤其是一些产品产量不多，形状复杂，产品生 命周期不长，开模划不来的钣金切割最多，如：电动玩具机壳、自动贩 卖机机壳、配电盘等。 大于1600瓦的高功率CO2激光，主要被应用在金属焊接和表面处理上， 在工业先进国家已逐渐被国防、汽车和航天工业里一些特殊领域所采用。 但早期高功率激光的价位比较高，加上这一方面的技术养成训练有限， 所以除了国防上、一些大学和研究单位有这一方面的应用外，民用工业 较少引进此类高功率CO2激光。
(2)不同脉宽
从实验结果可见 ，脉宽对雕刻效率以及质量的影响都很小，脉宽主 要在高功率密度加工需要考虑对材料的散热时起作用。
(3)不同脉冲频率
试验证明，脉冲频率为3kHz时，材料能在较少时间内被雕刻穿透。 对照雕刻点图片分析的情况可发现,随着脉冲频率增加,雕刻点之间的距离 变小，但与此同时雕刻点变浅。因此单纯考虑雕刻质量时,脉冲频率增加 有利雕刻出精细的线条。
简介：
CO2激光器，可称“隐身人”，因为它发出的激光波长为10.6 μm， “身”处红外区，肉眼不能觉察，它的工作方式有连续、脉冲两种。连 续方式产生的激光功率可达20 千瓦以上。脉冲方式产生波长10.6 μm的 激光也是最强大的一种激光。最普通的CO2激光器是一支长1 米左右的 放电管。它产生的激光是看不见的，在砖上足以把砖头烧到发出耀眼的 白光。二氧化碳激光于1964年首次运用其波长为10.6μm。
3、YAG激光器对非金属材料的加工工艺
对于很硬的材料，像天然或人造金刚石 陶瓷、铁氧体等也需要很精 确的打孔和成形。然而，很高的硬度，有时加之又很脆，使加工既费时 又艰难。实践证明YAG激光器对这类加工有很大帮助。 加工这种金刚石时，YAG激光器具有很大的优越性， 而且使一些新 的加工技术有了可能。使用激光辐射强度达一定时发生金刚石的石墨化。 这样制作的石墨增加了对激光辐射的吸收，温度升高，使石墨燃烧或汽 化。 对加工透明材料，从底面开始比在面对激光福射的一面容易得多(从 底边开始的切割宽度要比通常加工的宽度小）
1、CO2激光器对非金属材料的加工
将CO2激光束透过一个光罩，用镂空的铜模罩住要雕刻的非金属材 料，然后用CO2激光束在铜模上作快速扫瞄，即可在该材料上雕刻出复 杂的图案。雕刻对象一般为木材、皮革和纸张等，另外也可以应用到雕 刻特有的手工艺品，如竹片雕刻、软木浮雕等。也有少数150瓦左右的 CO2激光直接作皮衣、皮件等生产用。 输出200瓦以下的CO2激光器在一些非金属薄材料切割方面绰绰有余， 如建筑业的压克力模型制作，结婚相簿封面的硬版图样，其特点是是小 而复杂，但均可以CO2激光来作裁切。 云母薄板的裁切﹑防弹衣内纤维布的裁切，还有其它一些特殊材料 如：FRP、ABS、特弗龙、石棉和橡胶等的裁切，国外都有采用激光加 工的先例，只是需要特别注意切割时所产生气体的排放问题。
3、CO2激光器对合金材料的加工
镁合金具有密度较低、强度较高、导热性良好以及可回收等诸多优 点，被称为轻量化结构用绿色工程材料，在汽车、航空、电子通讯等领 域有着广泛的应用前景。激光焊接镁合金有很多优点，如焊接速良快， 热输入较小，焊缝以及热影响区较窄，焊缝组织细小以及焊接变形小等， 因此激光焊接镁合金得到广泛的关注。
二、YAG激光器
YAG激光的波长是CO2激光波长的1/10，所以一般材料对YAG激 光的吸收率高于对CO2激光的吸收率。但是这种吸收率的差异在激 光切割机加工中，只在初始激光作用的瞬间起作用，随着材料状态 的改变，吸收率有很大的不同。
1、YAG激光器对金属材料的加工工艺 (1)不同功率密度
如图实验结果可知，雕刻效率随激光输出功率密度的升高而提高，但 需要注意的是,功率密度的进一步增加对效率提高的程度并不是非常明显。
三、YAG激光器和CO2激光器的对比
1、YAG激光切割机具有价格低、稳定性好的特点，但能量效率低， 一般<3%，当前YAG激光切割机的输出功率诸多在600w左右，由于输出 能量小，主要用于打孔和点焊及薄板的切割。YAG激光切割机激光器的 波长不易被非金属汲取，故不能切割非金属材料。 YAG激光切割机面市时间已经比较长，但也是存在不少缺点，例如: 功耗大、切割速度慢、切割效果差，且故障率比较高、耗材使用寿命短， 后期高额的维护费用成为其发展的阻碍。 2、CO2激光切割机现在市面上在售的，由于光电转化率较低多用于 金属薄板的切割，极少有厂家生产大功率CO2激光切割机。但是CO2激 光器的波长为10. 6μm，相对容易被非金属吸收， 可以高品质地切割木 材、亚克力、pp、 有机玻璃等非金属材料。多数厂家生产150W左右的 CO2激光切割机用于金属与非金属的混合切割，主要面向广告行业销售。
2、YAG激光器对合金材料的加工工艺
熔化极和非熔化极氨弧焊是钦合金板材传统的焊接方法，已具备成熟 的焊接工艺，但氢弧焊对于钦合金超薄板材 (板厚5 <0.3mm)的焊接， 熔宽与焊缝成形仍不理想。 激光焊接具有能量集中、热输入量小、焊缝成形好、还有激光焊接 “净化效应”等显著优越性，非常适合焊接钦合金薄板。 YAG脉冲激光焊接金属时，由于光辐射的高峰值功率、间断作用等特 性，作用过程显出动态变化的特点，并且焊接工艺控制因素较多，要获 得稳定的焊接质量就必须对工艺规范严格控制。
第 一 组
组员：
张*** 张***
尹***
张***
不同激光设备对不同材料的加工工艺

激光器的分类
1、CO2气体激光器
2、YAG固体激光器 3、光纤激光器 4、半导体激光器
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材料的划分
金属材料 1、结构钢 2、不锈钢 3、铝 4、钛 非金属材料 1、合成材料 2、有机物 3、陶瓷
一、CO2碳激光器
3、YAG脉冲激光与CO2连续激光相比，由于波长短 (YAG激光波长 1.06um, COx激光波长10.6um )，金属对YAG激光的吸收率高，脉冲激光 束作用在金属表面的时间为毫秒级，在获得相同熔深的情况下，脉冲 YAG激光焊接线能量要比CO2激光小，因此YAG脉冲激光在薄板焊接中具 有明显的优势。