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激光技术与应用论文

题目:激光加工技术

学院：机电工程学院

专业：测控技术与仪器

班级：测控0901

学号:*********

姓名：xxx

激光加工技术

[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]：加工原理发展前景强化处理微细加工发

展前景

一、激光加工的起源和原理

随着科学技术的发展和社会需求的多样化，产品的竞争越来

越激烈，更新换代的周期也越来越短。为此，要求不但能根据市

场的要求尽快设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制造出

原型，从而进行性能测试和修改，最终形成定型产品。而在传

统制造系统中，需要大量的模具设计、制造和调试等工作，成

本高，周期长，已不能适应日新月异的市场变化。为了提高研发

和生产速度，快速而精确地制作出高质量、低成本的模具和产品，

能对市场变化做出敏捷响应，人们作了大量的研究和探索工作。

随着工业激光器价格的不断下降和工业激光加工技术的日益成

熟，给模具制造和产品生产工艺带来了重大变革。

激光加工是将激光束照射到工件的表面，以激光的高能量来

切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触

式加工，工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力，所以激光加

工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪

音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加

工可应用到不同层面和范围上。

二、激光加工的特点

激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势：

①由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动

速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。

②它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、

高脆性、及高熔点的材料。

③激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。

④激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且

是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，其

热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。

⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。

⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数

控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工

方法。

⑦使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。

三、激光加工的应用

电火花线切割是一种应用机械能以外的能量形式特种加工方

式。它可加工任何导电的金属材料，如硬质合金、耐热钢、不锈

钢、淬火钢、钛合金等。但主要适用于切割各种冲模、塑料模、

粉末冶金模等二维及三维直纹面组成的模具及零件，可直接切割

各种样板、磁钢、硅钢片冲片，也常用于钼、钨、半导体材料或贵

重金属的切割。

高速走丝线切割机床适用于加工各种复杂形状的冲模及单

件齿轮、花键、尖角窄缝类零件，也由于它将新的能量形式直接

作用于材料，使得加工产生了诸多特点，为新产品试制、精密零

件加工及模具制造等开辟了一条新的工艺途径。主要有以下几个

方面。

1、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。

2、激光切割、划片与刻字激光切割、

在造船、汽车制造等工业中,常使用百瓦至万瓦级的连续CO2

激光器对大工件进行切割,既能保证精确的空间曲线形状,又有较

高的加工效率。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或

CO2激光器。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。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记，

并