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特种加工之激光加工
Special processing laser processing
班级 B090202 学号 B09020236 世春
摘要
激光加工毛化轧辊、激光雕刻印染辊、轧辊激光熔复等。有的课题已提前达到攻关指标，使相关企业获得巨大经济效益。预计国家“九五”规划中，激光加工技术开发将与企业结合得更紧密，朝实用化、产业化、商品化发展。
3、我国激光加工发展现状[]
我国激光加工从基础理论研究、应用研究、产品开发直至为生产厂建生产线，样样都在积极进行着，可以说国外有的，我们几乎都有。国外还没有用到生产的，我们已推向生产。如纺织钢令激光非晶态处理和大金笔尖激光焊接等，但由于投资强度低，工业基础差，使我国激光加工工艺与设备的水平均远落后于国外。尤其在激光加工系统的可靠性、稳定性、整体化、智能化、柔性化等方面差距更大。
4、激光的产生原理
光既具有波动性、又具有微粒性——波粒二象性。根据电磁学，光是在一定波长围的电磁波，如果把所有电磁波按波长和频率依次进行排列，就可以得到电磁波波谱。根据量子学，光是一种具有一定能量得以光速运动的粒子流（光子）
图1
原子的基态、激发态、跃迁。（图2是氢原子的能级）。基态时原子可长时间存在，激发态时原子停留时间很短。有些原子在某些能级上停留时间较长，这些能级称为亚稳态能级亚稳态能级的存在是形成激光的重要条件。原子的跃迁是以光子的形式释放能量。物质发光自发辐射和受激辐射两种。
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某些具有亚稳态能级的物质，在外来光子的激发下会吸收光能，使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转。若有一束光照射，光子的能量等于这两个能相对应的差，这是就会产生受激辐射，输出大量的光能。
5、激光加工的原理和特点
：图2
激光加工是利用高辐射强度的激光束,经过光学系统聚焦后,其激光束的功率密度为104～1011W/cm2,加工工件置于激光焦点附近进行加热,是一种热加工。加工过程中激光束与金属表面相互作用,产生相变、熔化、气化、激波和骇波冲击等各种现象。[2]
激光加工的特点：
1)聚焦后，激光的功率密度很高，光能转化为热能，几乎可以熔化任何材料。
2）激光光斑大小可以达到微米级，输出功率可调，可以用于精密微细加工。
3）工具是激光束，无损耗，无接触，无明显的机械力。加工速度快、热影响区小，容易实现自动化
4）与电子束相比，加工装置较简单
5）激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工，影响因素很多。精微加工时的精度，尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证。
由于光的反射作用，对于表面光泽或透明的材料的加工，需要先进行色化或打毛处理。激光无法加工出非常光泽的表面。
6）加工中产生的金属气体及火星等飞溅物，要注意通风抽走，操作者应戴防护眼镜。
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激光加工的基本设备【3】
激光加工的基本设备包括激光器、电源、光学系统及机械系统等四大部分。

激光器是激光加工的重要设备，他能把电能转变成光能，产生激光束。激光器的电源。为激光器提供所需要的能量及控制功能。

包括激光聚焦系统和观察瞄准系统，后者能观察和调整激光束的焦点位置，并将加工位置显示在投影仪上。

主要包括床身、能在三坐标围移动的工作台及机电控制系统等。随着电子技术的发展，目前已采用计算机来控制工作台的移动，实现激光加工的数控操作。
目前常用的激光器按激活介质的种类可以分为固体激光器和气体激光器。按激光器的工作方式大致可分为连续激光器和脉冲激光器。表1 列出了激光加工常用激光器的主要性能特点。
表1
固体激光器一般采用光激励，能量转化环节多，光激励能量大部分转化为热能，所以效率低。为了避免固体介质过热，固体激光器通常多采用脉冲工作方式，并用合适的冷却装置，较少采用连续工作方式。由于晶体缺陷和温度引起的光学不均匀性，固体激光器不易获得简单模而倾向于多模输出。
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