激光加工
激光加工是利用功率密度*的激光束照射被加工部位，使材料瞬间熔化或蒸发，并在冲击波作用下将熔融物质喷射出去，从而对工件进行穿孔、蚀刻、切割;或采用较小的能母密度，使被加工区域材料呈熔融状态，对工件进行焊接。
1.激光加工原理
激光加工的物理基础是激光与材料的相互作用。这是一个广泛的概念和复杂的过程，它既包含微观量子过程，也包含激光作用于材料时发生的宏观现象，主要有:材料对激光的吸收、反射，能量转换与传递，材料状态及周围气体成分，光束作用于材料表面时的组织效应等。激光加工的一般原理是材料吸收光能并转化为热能使材料加热、熔化、气化及冷凝:，
2.激光加工设备
激光加工的基本设备包括激光器、电源、光学系统、机械系统、控制系统及安全防护系统六大部分。图15. 5所示为激光加工设备结构框图。
(i>激光器。.激光器是激光加工设备的核心部分，其作用是把电能转变为光能，并产生所需的激光束。激光器按其工作物质的种类可分为:固体激光器、液体激光器、气体激光器和半导体激光器四大类。目前，用于激光加.工的主要是二氧化碳气体激光器和红宝石、钦玻璃、忆铝石榴石等固体激光器。
(2)电源。电源为激光器提供高压电能源。根据加工工艺的要求，电源可在连续的或脉冲的状态下运转。
(3)光学系统。光学系统的作用是把激光束从激光器输出窗口引导至被加工工件位置上，并在加工部位获得所需的光斑形状、尺寸及功率密度。光学系统由导光系统(包括折反镜、分光镜、光导纤维及祸合元件等)、观察系统及改善光束性能装置等部分组成。
(4)机械系统。机械系统主要包括床身、工作台，它用来确定工件相对于加工系统的位置。
(5)控制系统。控制系统用以控制和协调整个激光加工机的动作、开边激光加工机的可调工艺参数、脉冲或连续或重复频率等运行方式的控制。特别是激光加工机的运行速度快，同时要满足各种复杂曲面的要求，因此对数控系统的插补速度、分解速度及数据采集与处理等功能有更高的要求。
(6)安全防护系统。安全防护系统主要用来保护操作者及有关人员免受激光辐射损伤，其次是保证整个系统的安全运行。
s.激光加工的应用
激光加工作为一种精密细微的加工方法，因其单色性、方向性以及能量密度高度集中性等特点，几乎能加工所有材料，加工速度高、热影响区小。现已广泛应用于陶瓷、玻璃、宝石及金刚石等非金属材料和硬质合金、不锈钢等金属材料的小孔、微孔加工以及多种材料成形切割、焊接、表面处理等。
(t)激光打孔。目前，激光打小孔技术已经广泛应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴、化学纤维喷丝头、钟表及仪表中的宝石轴承、金刚石拉丝模等小孔加工中。
(2)激光切割。激光切割是材料激光加工中应用泛的一种工艺。切割缝宽度可达0. 15一0. 2 mm。激光切割的厚度:金属材料可达io mm;非金属材料可达20一30 mm 。
(3)激光焊接。激光焊接可以在大气中将两种材料或两个工件焊接在一起.:;焊接过程迅速，热影响区小，焊接质量好。
(4)激光雕铣。利用激光可以在金属和非金属材料c-.进行刻蚀加工。在刻蚀加工过程中，激光头运动速度与显示屏图形变化同步，因此加工过程直观、明了:
(5)激光表面处理:利用激光对金属表面扫描，可以对零件表面做强化处理、表面合金化处理等。由于利用这种强化方法可以改变零部件各部分的性能，故可用比较便宜的结构材料，得到具有非常高的强度、耐磨性和长使用寿命的零部件。〕
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2.激光加工设备
激光加工的基本设备包括激光器、电源、光学系统、机械系统、控制系统及安全防护系统六大部分。图15. 5所示为激光加工设备结构框图。
(i>激光器。.激光器是激光加工设备的核心部分，其作用是把电能转变为光能，并产生所需的激光束。激光器按其工作物质的种类可分为:固体激光器、液体激光器、气体激光器和半导体激光器四大类。目前，用于激光加.工的主要是二氧化碳气体激光器和红宝石、钦玻璃、忆铝石榴石等固体激光器。
(2)电源。电源为激光器提供高压电能源。根据加工工艺的要求，电源可在连续的或脉冲的状态下运转。
(3)光学系统。光学系统的作用是把激光束从激光器输出窗口引导至被加工工件位置上，并在加工部位获得所需的光斑形状、尺寸及功率密度。光学系统由导光系统(包括折反镜、分光镜、光导纤维及祸合元件等)、观察系统及改善光束性能装置等部分组成。
(4)机械系统。机械系统主要包括床身、工作台，它用来确定工件相对于加工系统的位置。
(5)控制系统。控制系统用以控制和协调整个激光加工机的动作、开边激光加工机的可调工艺参数、脉冲或连续或重复频率等运行方式的控制。特别是激光加工机的运行速度快，同时要满足各种复杂曲面的要求，因此对数控系统的插补速度、分解速度及数据采集与处理等功能有更高的要求。
(6)安全防护系统。安全防护系统主要用来保护操作者及有关人员免受激光辐射损伤，其次是保证整个系统的安全运行。
s.激光加工的应用
激光加工作为一种精密细微的加工方法，因其单色性、方向性以及能量密度高度集中性等特点，几乎能加工所有材料，加工速度高、热影响区小。现已广泛应用于陶瓷、玻璃、宝石及金刚石等非金属材料和硬质合金、不锈钢等金属材料的小孔、微孔加工以及多种材料成形切割、焊接、表面处理等。
(t)激光打孔。目前，激光打小孔技术已经广泛应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴、化学纤维喷丝头、钟表及仪表中的宝石轴承、金刚石拉丝模等小孔加工中。
(2)激光切割。激光切割是材料激光加工中应用泛的一种工艺。切割缝宽度可达0. 15一0. 2 mm。激光切割的厚度:金属材料可达io mm;非金属材料可达20一30 mm 。
(3)激光焊接。激光焊接可以在大气中将两种材料或两个工件焊接在一起.:;焊接过程迅速，热影响区小，焊接质量好。
(4)激光雕铣。利用激光可以在金属和非金属材料c-.进行刻蚀加工。在刻蚀加工过程中，激光头运动速度与显示屏图形变化同步，因此加工过程直观、明了:
(5)激光表面处理:利用激光对金属表面扫描，可以对零件表面做强化处理、表面合金化处理等。由于利用这种强化方法可以改变零部件各部分的性能，故可用比较便宜的结构材料，得到具有非常高的强度、耐磨性和长使用寿命的零部件。〕
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