激光加工技术

论文

题目：激光加工技术

学院：泉州信息工程学院

系别：机电工程系

班级：13级数控设备应用与维护

姓名：吴张铭

2015 年05 月12 日

目录

摘要 (3)

关键词 (3)

1.引言 (3)

２.国内激光工业现状 (3)

３.主要特点 (3)

４.激光加工技术种类 (4)

4.1激光焊接技术 (4)

4.2激光切割技术 (4)

4.3激光钻孔 (4)

4.5激光微调 (4)

4.4激光打孔 (4)

4.5激光微调 (4)

4.6激光热处理 (4)

5.激光加工应用 (5)

5.1激光打孔技术 (5)

5.2 激光焊接塑料 (5)

5.3电子束加工技术 (6)

5.4 常用的焊接方法主要有 (6)

６结论 (6)

参考文献 (6)

激光加工技术

摘要：本文阐述了激光加工的原理、特点及常用激光加工技术，介绍了激光加工在服装业电子技术、汽车行业以及农业机械方面的的应用，并对其发展前景作出了预测。

关键词：激光加工原理发展前景应用

1.引言

激光加工技术起源于2O世纪60年代。1960年美国科学家梅曼(TM Maiman)成功研制了世界上第一台红宝石激光器后，激光加工技术开始在工业制造领域获得应用。到20世纪8年代，随着千瓦级激光器的商业化推出，包括激光焊接在内的激光加工技术获得了快速发展。和传统的焊接方法相比，激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、焊接热输入小的特点，是一种高效、精密、低变形的焊接方法，因而被广泛应用到了汽车、造船、电子、航空航天.冶金、机械制造等工业领域。

２.国内激光工业现状

我国激光技术研究与国外同时起步，是当时与国外技术差距最小的高科技领域。在国家“六五”至“十一五”科技项目的支持下，逐步形成了以华中科技大学和中科院四大光机为典型代表的研究机构，在激光器的一些核心技术研发上已形成较全面的技术成果，形成了5个国家级的激光技术研究中心。[1]其中，激光技术国家重点实验室、激光加工国家工程研究中心、武汉光电国家实验室（筹）和最早开设激光学科的华中科技大学均坐落在武汉，成为我国激光技术的发源地。

我国激光加工产业一直呈指数增长，目前我国已经形成华中、珠三角、长三角、环渤海四大激光产业带，有21个省市、地区生产和销售激光设备，常年有定型产品生产和销售，并形成一定规模的企业有200家左右，以激光产品为主业的上市公司有两家。

３.主要特点

（1）、激光束容易控制易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度；（2）、激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；

（3）、工件不受应力，不易污染；（4）、可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工；（5）、激光束的发散角可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工；（6）、激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化，即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工；（7）、

在恶劣环境或其他人难以接近的地方，可用机器人进行激光加工。[2]

４.激光加工技术种类

主要包括激光焊接技术、激光切割技术、激光钻孔技术、激光打孔技术、激光微调技术光热处理技术。

4.1激光焊接技术

激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，焊接过程属热传导型，即激光辐射件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。[3]由于其独特的优点，已成功地应用于微、小型零件焊接中。与其它焊接技术比较，激光焊接的主要优点是：激光焊接速度快、深度大、变形小；能在室温或特殊的条件下进行焊接，焊接设备装置简单。

4.2激光切割技术

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。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(可随 2 意切割任意形状)、广泛的材料适应性等优点。它包括：

4.2.1激光熔化切割：在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下，所以该过程被称作激光熔化切割。

4.2.2激光火焰切割：激光火焰切割与激光熔化切割的不同之处在于使用氧气作为切割气体，借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用，产生化学反应使材料进一步加热。对于相同厚度的结构钢，采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。

4.2.3激光气化切割：为了防止材料蒸气冷凝到割缝壁上，材料的厚度一定不要大大超过激光光束的直径。该加工因而只适合于应用在必须避免有熔化材料排除的情况下。

4.3激光钻孔

传统的机械钻孔最小的尺寸仅为100μm ，这显然已不能满足工业发展要求，代而取之的是一种新型的激光微型过孔加工方式。目前用CO2激光器加工在工业上可获得过孔直径达到在30-40μm的小孔或用UV激光加工10μm左右的小孔。

4.4激光打孔

采用脉冲激光器可进行打孔,脉冲宽度为0.1～1毫秒,特别适于打微孔和异形孔,孔径约为0.005～1毫米。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。在微电子学中，常用激光切划硅片或切窄缝，速度快、热影响区小。[4]用激光可对流水线上的工件刻字或打标记，并不影响流水线的速度，刻划出的字符可永久保持。

4.5激光微调

激光微调精度高、速度快，适于大规模生产。可以修复有缺陷的集成电路的掩模，修补集成电路存储器以提高成品率，还可以对陀螺进行精确的动平衡调节。

4.6激光热处理

用激光照射材料，选择适当的波长和控制照射时间、功率密度，可使材料表面熔化和再结