高能束加工之激光加工浅析.ppt

激光加工技术 * 激光的发展有很长的历史，它的原理早在 1917 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现， 1958 年激光首次成功制造。40年来，激光已经深入我们生活的各个角落，打长途电话，看DVD，医院里做手术……都用得着激光。有人说，激光是二十世纪最伟大的发明之一。 * * * 主要内容 1.激光介绍 2.激光的特点 3.激光加工的特点 4.激光加工的基本组成及加工机理 5.激光加工的应用 * 1 .激光介绍 * 激光的字面意思是“通过辐射的受激发射实现光放大”， 简单的说就是受激发射的光放大所产生的辐射。实质是光的受激放大，简称为激光。 * * （1）方向性好 方向性即光束偏离轴线的发散角 ，常以平面角θ角大小来评价。θ角愈小，光束发散愈小 ，方向性愈好。 2.激光的特点 利用这个特性制成激光测距机、激光雷达、激光制导武器。 * * （2）单色性好 单色性是指光源发出的光强按频率 (或波长)分布曲线狭窄的程度。线宽愈窄，光源的单色性愈好 ，这是激光获得广泛应用的物理基础之一。 计量工作的标准光源、激光通讯等利用了单色性好的特点。 光缆 激光通讯 * * （3）相干性好 全息照相 相干性可用相干时间或相干长度来度量。 相干时间是指光源先后发出的两束光能够产生干涉现象的最大时间间隔，在该时间内所走过的路程就是相干长度。 单色性愈好，相干长度愈大，方向性愈好，相干面积愈大。激光集高度的单色性和方向性于一体，所以是优良的强相干光。 普通光源的相干长度约为1毫米至几十厘米，激光可达几十公里。 全息照相、全息存储等就利用了相干性好的特点。 * * （4）亮度高（强度高） 亮度是光源在单位面积上，向某一方向范围内辐射功率的强弱。 激光光束细（发散特别小），功率密度特别大，其亮度特别大。把分散在180°范围内的光集中到0.18 °范围，亮度提高100万倍。而且通过压缩脉冲宽度，还可以进一步提高亮度。 3.激光加工的特点 * * （1）易实现自动化。 （2）几乎可加工任何金属与非金属材料。 （3）可以提高金属的加工精度。 （4）加工过程无污染节能、环保。 (5) 无刀具磨损、及切削力的影响。 激光加工的组成部分：激光器、聚焦系统和电气系统三部分组成。 激光器主要包括：激光光源、光泵、聚光器和谐振腔组成。 聚焦系统主要有聚光镜组成。 电器系统主要有电源、发光灯等。 * * 4 激光加工基本组成部分及加工机理 加工机理如下图所示： * * 1、激光打孔 加工材料：主要用于特殊材料或特殊工件上的孔加工，如仪表中的宝石轴承、陶瓷、玻璃、金刚石拉丝模等非金属材料和硬质合金、不锈钢等金属材料的细微孔的加工。 加工效率：非常高，功率密度通常为107～108w/cm2，打孔时间甚至可缩短至传统切削加工的百分之一以下，生产率大大提高。 加工精度：尺寸公差等级可达IT7，表面粗糙度Ra值可达0.16～0.08。 * * 5.激光加工的应用 激光切割的原理与激光打孔相似，不同的是工件与激光束要相对移动。在实际加工中，采用工作台数控技术，可以实现激光数控切割。 激光切割大多采用大功率的CO2激光器，对于精细切割，也可采用YAG激光器。 激光可以切割金属，也可以切割非金属。在激光切割过程中，由于激光对被切割材料不产生机械冲击和压力，再加上激光切割切缝小，便于自动控制，故在实际中常用来加工玻璃、陶瓷、各种精密细小的零部件。 * * 2、 激光切割 * * 1-激光；2-被焊金属；3-被熔化金属；4-一冷却的金属 激光焊接过程示意图 3 激光焊接 * 谢谢观看！ * 24