激光加工技術(shù),即通過(guò)激光束和物質(zhì)相互作用的特性,對(duì)材料進(jìn)行切割、焊接、表面處理打孔及微加工等加工技術(shù)。激光加工作為先進(jìn)制造技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電子、電器、航空、冶金、機(jī)械制造、電氣儀表、微電子、五金、裝飾裝潢、包裝、印刷、交通運(yùn)輸、制藥、卷煙等行業(yè),對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率、自動(dòng)化、無(wú)污染、減少材料消耗等起到愈來(lái)愈重要的作用。
激光加工技術(shù)對(duì)環(huán)境無(wú)污染,其加工過(guò)程中能量集中,熱影響區(qū)小,不受電磁干擾??蓪?duì)任何材料進(jìn)行雕刻切割,不會(huì)對(duì)材料造成機(jī)械擠壓和機(jī)械應(yīng)力。激光加工技術(shù)采用電腦編程可以最大限度地提高材料利用率。那么,各類(lèi)激光加工技術(shù)的原理是什么?應(yīng)用于各行各業(yè)中的優(yōu)勢(shì)有哪些呢?
激光加工技術(shù)原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)解析:激光加工可適用于大部分的金屬(碳鋼、不銹鋼、鋁、鋁合金、鈦合金等)及非金屬材料(玻璃、有機(jī)玻璃、纖維板、木材、紙張等),尤其是其他工藝方法無(wú)法加工的超硬材料和稀有金屬等。
激光加工技術(shù)之激光切割:利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加熱至汽化溫度,蒸發(fā)形成孔洞,隨著光束對(duì)材料的移動(dòng),孔洞連續(xù)形成寬度很窄的(如0.1mm左右)切縫,完成對(duì)材料的切割。
激光切割對(duì)比傳統(tǒng)切割工藝,具有高速度、高精度和高適應(yīng)性,割縫細(xì)、熱影響區(qū)?。ㄗ冃涡。⑶懈疃嗣尜|(zhì)量好、切割無(wú)噪音、焊縫區(qū)組織和性能與母材接近等優(yōu)點(diǎn);切割加工無(wú)需模具,可代替采用復(fù)雜模具沖切的加工方法,能夠大大縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。
激光加工技術(shù)之激光打標(biāo)/雕刻:是利用高能量密度的激光對(duì)工件進(jìn)行局部照射,使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng),從而留下永久性標(biāo)記的一種打標(biāo)方法。激光打標(biāo)可以打出各種文字、符號(hào)和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級(jí),這對(duì)產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。
激光打標(biāo)的優(yōu)勢(shì)是非接觸加工,可在任何異型表面標(biāo)刻,工件不會(huì)變形和產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,適于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的標(biāo)記。
激光加工技術(shù)之激光打孔:激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車(chē)制造、電子儀表、化工等行業(yè)。激光打孔的應(yīng)用是在人造金剛石和天然金剛石拉絲模的生產(chǎn)及鐘表和儀表的寶石軸承、飛機(jī)葉片、多層印刷線路板等行業(yè)的生產(chǎn)中。
激光加工技術(shù)之激光焊接:激光輻射加熱待加工表面,表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散,通過(guò)控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等激光參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。激光焊接機(jī)激光焊接對(duì)比傳統(tǒng)焊接工藝,不需要電極,可實(shí)現(xiàn)定域加熱、保證高速加熱;激光焊接熱影響區(qū)小、加熱集中迅速、熱應(yīng)力低、焊縫漂亮,無(wú)需第二次加工、無(wú)機(jī)械接觸,可對(duì)高熔點(diǎn)、難熔金屬或不同厚度、不同金屬材料進(jìn)行焊接。
激光加工技術(shù)之激光淬火:即激光相變硬化,利用聚焦后的激光束照射到鋼鐵材料表面,使其溫度迅速升高到相變點(diǎn)以上,當(dāng)激光移開(kāi)后,由于仍處于低溫的內(nèi)層材料的快速導(dǎo)熱作用,使表層快速冷卻到馬氏體相變點(diǎn)以下,獲得淬硬層。具有加熱速度快、淬火硬度高、淬火部位可控、不需淬火介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
激光加工技術(shù)之激光表面熔凝:采用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上,當(dāng)激光束移開(kāi)后由于基材內(nèi)部導(dǎo)熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結(jié)晶的表面處理工藝。特別適合于灰口鑄鐵和球墨鑄鐵的表面強(qiáng)化,提高耐磨性能。
激光加工技術(shù)之激光快速成型:將激光加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)及柔性制造技術(shù)相結(jié)合而形成,多用于模具和模型行業(yè)。
激光解決方案激光快速成型對(duì)比傳統(tǒng)制造方法具有:原型的復(fù)制性、互換性高;制造工藝與制造原型的幾何形狀無(wú)關(guān);加工周期短、成本低,一般制造費(fèi)用降低50%,加工周期縮短70%以上;高度技術(shù)集成,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。
激光加工技術(shù)之激光涂敷:是通過(guò)運(yùn)用源自激光的可控?zé)崃?,將某種粉末金屬材料涂敷到基體表面上以達(dá)到表面強(qiáng)化效果。在航空航天、模具及機(jī)電行業(yè)應(yīng)用廣泛。
激光加工技術(shù)之激光表面熔凝:是采用功率密度極高的激光束在極短時(shí)間內(nèi)作用于金屬表面,使金屬表面發(fā)生局部劇烈蒸發(fā),產(chǎn)生高達(dá)105大氣壓的壓力,使金屬表面發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形,形成高密度的位錯(cuò)、孿晶,使材料表面強(qiáng)度與硬度顯著提高。適合那些無(wú)法通過(guò)相變硬化進(jìn)行表面強(qiáng)化的材料,如鋁合金等。