激光加工技术(精).pptVIP

提高打孔精度的措施1）投影法打孔2）光柱法打孔3）激光脉冲的调制4）喷气加工4.2激光切割激光切割特性1）能切割任何难加工的高熔点材料、耐高温和硬脆材料2）切割精度高5）切割的深宽比高3）非接触切割4）切割速度高6）切割质量优良7）可与计算机数控技术结合,实现自动化加工4.3激光焊接激光加工技术

长春工业大学工程训练中心

李晓路二十世纪四大发明——半导体；原子能；计算机；激光1激光的产生及其特性主要内容2激光加工的基本原理及特点3激光加工的基本设备4激光加工技术的应用1.1激光的产生光的产生与光源内部原子运动状态有关,原子内的原子核和核外电子间存在着吸引和排斥的矛盾,电子按一定的半径的轨道围绕原子核运动。当原子接受一定的外来能量或向外释放一字的能量时,核外电子的运动轨道半径将发生变化,即产生能级变化,这就是发光的原理。激光是通过入射光子影响处于亚稳态高能纺的原子、离子或分子跃迁到低能能而完成受激辐射时发出的光,简言之,激光就是受激辐射得到的加强光。激光的产生如图所示原子核－原子结构放電稳定状態当外加能量为零时,分子处于稳定状态。原子核－原子核－激励激励状態当原子获得高能量时其结构处于不稳定状態－还原－光不稳定的原子放出激光后,还原到原来的稳定状态。放電?激光的发生原理激励还原激励还原?激光的发生原理電極電極激光熱1.2激光的特性普通光源激光光源亮度电灯：约470sb太阳：约1.65X105sb红宝石激光器，约1.65X1015sb功率1000MW/cm2方向无确定方向、发散角大、难会聚发散角小到0.1mrad（近似平行光），光束会聚其焦点处光斑10um单色性氪灯的光源谱线宽为0.0047?激光的谱线宽度为10-7?相干性氪灯光源的相干长度78cm激光的相干长度可达几十公里激光加工是一种重的高能束加工方法,它是利用激光高强度、高亮度、方向性好、单色性好的特性,通过一系列的光学系统聚焦成平行度很高的微细光束（直径几微米至几十微米）,获得极高的能量密度（108~1010W/cm2）照射到材料上,使材料在极短的时间内（千分之几秒甚至更短）熔化甚至气化,以达到加热和去除材料的目的。2.1激光加工的基本原理2.1激光加工的基本原理固体激光器加工简图

1-全反射镜2-激光工作物质3-激励能源

4-部分反射镜5-透镜6-工件2.2激光加工的特点1）适应性强激光加工的功率密度高,几乎能加工任何材料,如各种金属、陶瓷、石英、金刚石、橡胶等。2）加工精度高3）加工质量好4）加工速度快效率高激光束可聚焦成微米级的光斑（理论上直径可小于1um）适合精密微细加工。激光加工能量密度高,热作用时间很短,整个加工区几乎不受热的影响,工件热变形极小,故可加工对热冲击敏感的材料。激光打孔只需0.01s,切割比常规方法提高效率8~20倍,激光焊接可提高效率30倍,微调薄膜电阻可提高1000倍,提高精度1~2数量级。5）容易实现自化加工激光束传输方便,易于控制,便于与机器人、自动检测、计算机数字控制等先进技术相结合。2.2激光加工的特点6）通用性强用一台激光器改变不同的导光系统,可以处理各种形状和尺寸的工件。也可以选择适当的加工条件,用同一台装置进行切割、打孔、焊接和表面处理等多种加工。7）节能节材激光束的能量利用率为常规热加工工艺的10~1000倍,激光切割可以节省材料15%~30%。8）激光可通过光学透明介质（玻璃、空气、惰性气体和某些液体）对工件进行加工。激光加工是一种瞬时、局部的熔化和气化加工,影响因素多。因此,微细加工时的重复加工精度和表面粗糙度不易保证。此外对具有高热传导率材料的加工较困难。不足点3激光加工基本设备激光器是激光加工的核心设备，通过它可以把电能转化成光能，获得方向好、能量密度高、稳定的激光束。按材料分:固体激光器、气体激光器、液体激光器、半导体激光器及自由电子激光器。按工作方式分:连续激光器和脉冲激光器。1）激光器2）激光器电源3）光学系统4）机械系统激光电源根据加工工艺的要求,为激光提供所需的能量及控制功能。由于激光器的工作特点不同,对供电电源的要求也不同。光学系统包括聚焦系统和观察瞄准系统。聚焦系统的作用是把激光引向聚焦物镜