激光加工技术的应用

      激光加工技术的应用在加工中用途很广，现已普遍用于打孔、切割、机器人焊接、表面处理等加工制造领域。 

      1.激光打孔：打孔是激光加工的主要应用之一。采用激光打孔，可以在任何材料、任何位置打出浅至几微米的微孔和各种异型孔。目前激光打孔技术已广泛应用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴、钟表及仪表中的宝石轴承、金刚石拉丝模、丝纤喷丝头等微小孔的加工中。 激光打孔的优点很多，不仅效率高，几乎适用于所有材料，而且不存在工具磨损及更换等问题，还可以打斜孔。激光打孔还可以在大气或特殊成分的气体中进行，利用这一特点可向被加工表面渗入某种强化元素，在打孔的同时实现对成孔表面的强化作用。

      2.激光切割：激光切割可以加工各种各样的材料。不但可切割金属，也可切割非金属；既可切割无机物，又可以切割皮革之类的有机物。它可以代替钢锯来切割木材，代替剪子切割布料、纸张，还能切割无法进行机械接触的工件，如从电子管外部切断内部的灯丝。由于激光对被切割材料几乎不产生机械冲击和压力，故适宜于切割玻璃、陶瓷和半导体等既硬又脆的材料。再加上激光光斑小、切缝窄，且便于控制，所以更适宜于对细小部件的各种精密切割。 

      3.激光焊接：激光切割与激光打孔的原理稍有不同，焊接时不需要很高的能量密度使工件材料气化蚀除，而只要将工件的加工区“烧熔”，使其黏合在一起。因此，激光焊接所需的能量密度较低，一般为105～106W/cm2，通常可用减少激光输出功率来实现。如果加工区域不限制在微米级的小范围内，也可通过调节焦点位置来减小工件被加工点的能量密度。 

      激光焊接有如下优点：1）激光焊接变形小。激光照射时间短，焊接过程极为迅速。它不仅有利于提高生产率，而且被焊材料不易变形，热影响区极小，适合于热敏感性很强的晶体管元件的焊接。 2）激光焊接强度高，具有纯化作用和高冷却速度，能纯净焊缝金属。激光焊接不用填料，没有焊渣，也不需要去除工件的氧化膜。焊缝的经济性能在各方面都相当于或优于母材。 3）激光焊接能量密度高，对高熔点、高热导率的焊接特别有利。不仅能焊接同种材料，而且还可以焊接不同的材料，甚至还可以焊接金属与非金属材料。例如，用陶瓷做基体的集成电路，由于陶瓷熔点很高，又不宜施加压力，采用其他焊接方法都很困难，而用激光焊接是比较容易实现的。焊接脆性材料，激光焊接强韧性好。  4）激光焊接可透过透明体进行焊接，以防止杂质污染和腐蚀，适应于精密仪表和真空仪器元件的焊接。

      4.激光表面处理：激光表面处理是利用大功率连续波激光器对材料表面进行激光扫描，使金属表层材料产生相变甚至熔化。激光表面处理是近10年来激光加工领域中最为活跃的研究和开发方向，发展了相变硬化、快速熔凝、合金化、熔覆等一系列处理工艺。其中相变硬化和熔凝处理的工艺技术趋向成熟和产业化。

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