文档介绍：工程材料的激光加工
材料学院材料成型及控制工程系
2009秋冬学期
11/13/2018
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工程材料的激光加工
主要内容
一、激光加工技术简介及发展情况
二、实验目的和要求
三、实验原理
四、实验设备
五、实验内容与步骤
六、实验注意事项
七、实验报告要求
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工程材料的激光加工
一、激光加工技术简介及发展情况
1、激光技术发展简史
1960年: 梅曼() 第一台红宝石激光器;
1961年: 德诺凡(俄) 第一台气体激光器(He-Ne);
1962年: 第一台半导体激光器;
1964年: 帕特尔() 第一台CO2激光器;
1965年: 贝尔实验室第一台YAG激光器;
1971年: 第一台商用1kW的CO2激光器;
1971~1980年: 开展激光切割、焊接、表面处理等激光加工技术的研究与开发。
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工程材料的激光加工
2、工业激光器的市场分布
激光器制造商:
美国:PRC
PRAMA
德国:HAAS
TRUMPF
ROFIN-SINAR
英国:LUMONICS
日本:川崎重工
东芝
中国:武汉华工激光、武汉金石凯、沈阳大陆、武汉团结
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工程材料的激光加工
3、激光加工特点
(1)激光加工不需要工具,无工具损耗、更换等问题
(2)工件无受力变形,易保证加工精度
(3)几乎能加工所有的金属和非金属材料
(4)加工速度快,效率高,热影响区小
(5)能进行精细加工
(6)能够透过惰性气体、空气或透明介质等进行加工
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工程材料的激光加工
各种加工方法的应用比例
激光加工技术应用
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工程材料的激光加工
激光加工技术在汽车中的应用
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工程材料的激光加工
二、实验目的和要求
1、了解工程材料激光加工的基本原理和工艺过程;
2、了解激光加工设备的基本组成;
3、通过具体的板料激光加工(切割、焊接等),使学生了解基本概念,工艺特点,以及在工业生产中的具体应用。
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工程材料的激光加工
激光加工是一种利用光能进行加工的方法。
激光是一种能量密度高、方向性强、单***好的相干光。
三、实验原理
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工程材料的激光加工
通过光学系统将激光束聚焦成尺寸与光波波长相近的极小光斑,焦点处的能量密度可达107~1011W/cm2,温度可高达1万℃,从而使任何材料均在瞬时(<10-3s)被急剧熔化乃至汽化。在不同的功率密度等条件下,材料表面区域发生各种不同的变化。这种变化包括温度升高、熔化、汽化、形成小孔等。熔化的金属在保护气体作用下结晶凝固形成焊缝;汽化后的金属蒸气在辅助气体的吹力作用下而离开被加工表面形成割缝或孔洞。如果加工过程中加入一定的粉末材料,使其和被加工工件表面部分材料熔合在一起,就可以得到高性能的熔覆层。
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工程材料的激光加工