文档介绍：第?期电工技术杂志?!年月激光加工技术?二# 丘军林?华中理工大学激光技术与工程研究院# 四激光在材料加工中的应用激光在材料加工中的应用主要包括表面处理?淬火熔覆和合金化# 焊接切割和打孔对于不同的加工方式对激光器有不同功率密度和模式的要求例如对于金属表面的激光热处理它只是对被辐照材料由表及里的温度升高但维持固相不变因此功率密度较低大约??& ?) 如果金属激光焊接要求材料表面要熔化其液相一固相分界以一定速度向材料深部移动则要有较高的激光功率密度对于钢铁材料大约??& 一?护&?) 如果对材料进行激光切割则要求材料表面要气化显然要有更高的激光功率密度例如???一????), ?激光切割激光切割一般是应用在薄板材料的切割例如开关板仪表板电梯的控制板汽车车身覆盖件大型电机的定子硅钢片木模板以及各种非金属材料激光切割要求激光器具有较好的光束模式一般是采用./从模加偏振特性这样功率密度高切缝细且垂直激光功率则根据板材厚度切割速度来决定因此功率范围较大通常大部分都采用????一0???&的高功率 1?沁激光器板材厚度小于??)) 均可满足要求如果板材厚度大 2??))则要求有更高的激光功率例如切割 34) 厚的钦合金板则要求激光功率达到?? 7& 以卜采用吹氧反应熔化切割的方法是降低切割成本提高切割效率的有效方法例如在吹氧切割钢板时大约有切割所需能量的! ?8是来自铁的氧化反应而在吹氧切割钦合金板时放热反应可能供?8的能量在激光切割过程中一般采用辅助吹氧的方法?对金属材料# 与传统的板材加工方法相比激光切割具有如下的特点?切口宽度窄一般为?!??一!??#热影响区小其深度为?!??数量级?切口%&&??(()收?%+初稿%&&??,%?收到修改稿光洁切口上下保留锐边无毛刺?/ 高的材料适应性几乎可以切割任何金属和非金属材料以及各种硬的软的脆的及塑性的尊不同机械性能的材料因此激光切割是高质量高效率的一种加工方法正因为如此国外发展很快在激光材料加工中?? 0左右是用于激光切割(激光焊接利用激光束可以做各种焊接例如点焊对焊搭焊角焊及 1形焊等此外因为激光束的方向性很好能精确控制采用合适的导向机构后也能焊出任意形状的焊缝激光束不仅可以焊接一般钢铁及合金材料还可以焊接那些热导率大 2铜铝 3 和熔化温度高 2钨担铝 3的金属激光焊接是高速无接触焊接因此它不引起工件的的热变形也不会落入不良的物质从而提高了焊接质量由于它功率密度高也可以进行深透焊接正因为这样激光焊接在电子电气汽车及钢铁等工业都获得了广泛应用例如集成电路外引线的焊接电子枪的组件焊接担电池和担电容的密封焊接各种罐身的焊接光纤的焊接导线的焊接汽车车身点焊钢板拼焊双联齿轮焊接电机定子焊接等等应用于焊接的激光器根据焊接的方式材料的性质焊接深度及焊接速度等因素选择不同型式的激光器功率也要求不同例如点焊就可以选择百瓦级的 456固体激光器而缝焊一般则采用 789 一:89的高功率;< 激光器如深度焊接则要采用%? 89 以上的高功率=>激光器对于焊接的激光束模式要求比切割稍低一般采用 1 ?呱 1?Α7 2或 1 ?呱 3即可满足要求在激光焊接时般要采用附加氢气和氮气来保护透镜也可以减少金属表面的氧化高功率=> 激光器不仅能焊接一般金属也能焊接一些特殊性能的材料如舰艇用钢钦合