激光精密加工技术主要有以下独特的优点:
①使用激光精密加工,生产效率高,质量可靠,经济效益。
②可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工;在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。
③激光加工过程中无“刀 具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。
⑤激光束易于导向、聚焦实现作各方向变换,极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工,因此它是一种极为灵活的加工方法。
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激光熔化切割
在激光熔化切割中,工件被局部熔化后借助气流把熔化的材料喷射出去。因为材料的转移只发生在其液态情况下,所以该过程被称作激光熔化切割。
激光光束配上高纯惰性切割气体促使熔化的材料离开割缝,而气体本身不参与切割。
——激光熔化切割可以得到比气化切割更高的切割速度。气化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中,激光光束只被部分吸收。
——比较大切割速度随着激光功率的增加而增加,随着板材厚度的增加和材料熔化温度的增加而几乎反比例地减小。在激光功率一定的情况下,限制因数就是割缝处的气压和材料的热传导率。
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激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,比较高可达10:1。可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。便如,将铜和钽两种性质截然不同的材料焊接在一起,合格率几乎达百分之百。也可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精密定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型元件的组焊中,例如,集成电路引线、钟表游丝、显像管电子组装等由于采用了激光焊,不仅生产效率大、高,且热影响区小,焊点无污染,有效提高了焊接的质量。
激光精密加工的优点
在国外,自1960年美国贝尔实验室发明红宝石激光器以来后,激光就逐步地被应用到音像设备、测距、医疗仪器、加工等各个领域。在激光精密加工领域,虽然激光发射器价格非常昂贵(几十万到上百万),但由于激光加工具有传统加工无法比拟的优势,在美、意、德等国家激光加工已占到加工行业50%以上的份额。
加工技术
激光束可以聚焦到很小的尺寸,因而特别适合于精密加工。
按照加工材料的尺寸大小和加工的精度要求,将激光加工技术分为三个层次: (1)大型件材料激光加工技术,以厚板(数毫米至几十毫米)为主要对象,其加工精度一般在毫米或者亚毫米级;
(2)精密激光加工技术,以薄板(0.1~1.0 mm)为主要加工对象,其加工精度一般在十微米级;
(3)激光微细加工技术,针对厚度在100μm以下的各种薄膜为主要加工对象,其加工精度一般在十微米以下甚至亚微米级。
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安全可靠:激光精密加工属于非接触加工,不会对材料造成机械挤压或机械应力;相对于电火花加工、等离子弧加工,其热影响区和变形很小,因而能加工十分微小的零部件。
成本低廉:不受加工数量的限制,对于小批量加工服务,激光加工更加便宜。对于大件产品的加工,大件产品的模具制造费用很高,激光加工不需任何模具制造,而且激光加工完全避免材料冲剪时形成的塌边,可以大幅度地降低企业的生产成本提高产品的档次。
切割缝细小:激光切割的割缝一般在0.1-0.2mm。
切割面光滑:激光切割的切割面无毛刺。
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借助于氧气和加热后的金属之间的相互作用,产生化学反应使材料进一步加热。对于相同厚度的结构钢,采用该方法可得到的切割速率比熔化切割要高。
另一方面,该方法和熔化切割相比可能切口质量更差。实际上它会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加的热影响区和更差的边缘质量。
——激光火焰切割在加工精密模型和尖角时是不好的(有烧掉尖角的危险)。可以使用脉冲模式的激光来限制热影响。
——所用的激光功率决定切割速度。在激光功率一定的情况下,限制因数就是氧气的供应和材料的热传导率。
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激光精密加工由于其独特的优点,已成功地应用于微、小型零件焊接中。高功率CO2及高功率YAG激光器的出现,开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论基础的深熔接,在机械、汽车、钢铁等工业部门获得了日益宽泛的应用。与其它焊接技术比较,激光焊接的主要优点是:激光焊接速度快、深度大、变形小。能在室温或特殊的条件下进行焊接,焊接设备装置简单。例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。细节决定成败,激光加工注重每个细节。十堰激光精密加工方法激光精密加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有或影响极...