杜炳鑫06031113 高能束流加工技术简析(可编辑)

杜炳鑫06031113 高能束流加工技术简析（可编辑）杜炳鑫06031113 高能束流加工技术简析

高能束流加工技术简析

高能束流加工技术简析1 .1 高能束流加工技术简介1 .1 高能束流加工技术简介1 2 高能束流加工技术分类1 2 高能束流加工技术分类1 3 高能束流加工技术横向详解1 3 高能束流加工技术横向详解1 4 高能束流加工技术纵向浅解1 4 高能束流加工技术纵向浅解1 5 尾语1 5 尾语1 .1 高能束流加工技术简介

1 .1 高能束流加工技术简介高能束流加工技术是当今制造技术发展的前沿领域,高能束流加工技术是当今制造技术发展的前沿领域, 是武器装备研制中不可缺少的特种加工技术。高能

是武器装备研制中不可缺少的特种加工技术。高能

束流加工技术是利用以光量子、电子、等离子体为束流加工技术是利用以光量子、电子、等离子体为

能量载体的高能量密度束流对材料和构件进行加工。

能量载体的高能量密度束流对材料和构件进行加工。

它是一个典型的多学科交叉领域,研究内容极为丰

它是一个典型的多学科交叉领域,研究内容极为丰

富,涉及光学、电学、热力学、冶金学、金属物理、

富,涉及光学、电学、热力学、冶金学、金属物理、

流体力学、材料科学、真空学、机械设计和自动控

流体力学、材料科学、真空学、机械设计和自动控

制以及计算机技术等多种学科。back

制以及计算机技术等多种学科。back 1.2 高能束流加工技术分类

1.2 高能束流加工技术分类从横向看高能束流加工技术包括激光束加工从横向看高能束流加工技术包括激光束加工

技术、电子束加工技术、离子束及等离子体

技术、电子束加工技术、离子束及等离子体

加工技术以及高能束流复合加工技术等。从

加工技术以及高能束流复合加工技术等。从

纵向看高能束流加工技术包括高能束流焊接、

纵向看高能束流加工技术包括高能束流焊接、

高能束流切割、高能束流打孔、高能束流热

高能束流切割、高能束流打孔、高能束流热

处理等领域。此外随着科技的进步 , 高能束

处理等领域。此外随着科技的进步 , 高能束

流加工在抛光等方面也有应用。back

流加工在抛光等方面也有应用。back1.3 高能束流加工技术横向详解

1.3 高能束流加工技术横向详解1.3.1 激光加工? 1.3.1 激光加工? 1.3.2 电子束加工1.3.2 电子束加工1.3.3 离子束加工 1.3.3 离子束加工 1.3.4 高能束流加工技术最新进展 1.3.4 高能束流加工技术最新进展 1.3.1 激光加工1.3.1 激光加工

激光加工是利用光能经透镜聚焦以极高

激光加工是利用光能经透镜聚焦以极高

的能量密度靠光热效应加工各种材料的

的能量密度靠光热效应加工各种材料的

一种新工艺(简称LBM )。

一种新工艺(简称LBM )。1.3.1.1 激光加工的原理 1.3.1.1 激光加工的原理激光是一束相同频率、相同方向和严格位

相关系的激光是一束相同频率、相同方向和严格位相关系的高强度平行单色光。由于光束的发散角通常不超过高强度平行单色光。由于光束的发散角通常不超过 0.1? ,因此在理论上可聚焦到直径为光波波长尺寸 0.1? ,因此在理论上可聚焦到直径为光波波长尺寸相近的焦点上,焦点处的能量密度可达108 ~ 相近的焦点上,焦点处的能量密度可达108 ~ 1010W/cm2 ,温度可高达摄氏1 万度,从而使任何 1010W/cm2 ,温度可高达摄氏1 万度,从而使任何材料均在瞬时(<10 -3s )被急剧熔化乃至汽化, 材料均在瞬时(<10 -3s )被急剧熔化乃至汽化, 并产生强烈的冲击波被喷发出去,从而达到切除材

并产生强烈的冲击波被喷发出去,从而达到切除材

料的目的。

料的目的。常用的激光器按激活介质的种类可分为固体激光常用的激光器按激活介质的种类可分为固体激光

器和气体激光器。如图8-6 为固体激光器结构示意图

器和气体激光器。如图8-6 为固体激光器结构示意图固体激光器结构

示意图

1? 全反射镜 2? 工作物质 3? 玻璃套管

4? 部分反射镜 5? 聚光镜 6? 氙灯 7? 电

源1.3.1.2. 激光加工的特点和应用

1.3.1.

2. 激光加工的特点和应用 1 )由于激光加工的功率密度高,

几乎可以加工1 )由于激光加工的功率密度高,几乎可以加工

任何材料;

任何材料;2 )激光束可调焦到微米级,其输出功率可以调2 )激光束可调焦到微米级,其输出功率可以调

节,因此,激光可用于精细加工;

节,因此,激光可用于精细加工;3 )激光属非接触式加工,无明显机械切削力,3 )激光属非接触式加工,无明显机械切削力,

因而具有无工具损耗、加工速度快、热影响区小、

因而具有无工具损耗、加工速度快、热影响区小、

热变形和加工变形小,易实现自动化等优点;

热变形和加工变形小,易实现自动化等优点;4 )能透过透视窗孔对隔离室或

真空室内的零件4 )能透过透视窗孔对隔离室或真空室内的零件

进行加工。

进行加工。 1.3.2 电子束加工

1.3.2 电子束加工

利用高功率密度的电子束冲击工件

利用高功率密度的电子束冲击工件

时所产生的热能使材料熔化、气化

时所产生的热能使材料熔化、气化

的特种加工方法, 简称为EBM 。电

的特种加工方法, 简称为EBM 。电

子束加工是由德国的科学家K.H. 施

子束加工是由德国的科学家K.H. 施