激光通信技術2(編輯修改稿)
2024-11-04 12:14 本頁面
【文章內容簡介】 以及熱處理等易氧化的金屬材料。(4)激光劃片與斷裂控制：激光劃片是利用高能量密度的激光束在脆性材料的表面進行掃描，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為Q開關激光器和CO2激光器。斷裂控制是利用激光刻槽時所產生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產生局部熱應力，使材料沿小槽斷開。 激光切割工藝特點（1）切割質量好，精細由于激光光斑小，激光切割切口細窄，切割表面光潔，熱影響區(qū)寬度很小，變形小，切割零件的尺寸精度可達177。，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序。（2）切割效率高由于激光的傳輸特性，激光切割機上一般配有數(shù)控工作臺，整個切割過程可全部實現(xiàn)數(shù)控。操作時，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進行二維切割，又可實現(xiàn)三位切割。材料在激光切割時不需要裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上，下料的時間。（3）非接觸式切割激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需要改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過程噪聲低，振動小，無污染。（4）切割材料的種類多激光切割材料包括金屬，非金屬，金屬基和非金屬基復合材料，皮革，木材及纖維等。對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現(xiàn)出不同的激光切割適應性。（5）缺點：激光切割由于受激光器功率和設備體積的限制，激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。 激光切割的應用在材料方面受激光器功率和設備體積的限制，激光切割只能切割中，小厚度的板材和管材，而且隨著工件厚度的增加，切割速度明顯下降。激光切割設備費用高，一次性投資大。大多數(shù)激光切割機都由數(shù)控程序進行控制操作或做成切割機器人。激光切割作為一種精密的加工方法，幾乎可以切割所有的材料，包括薄金屬板的二維切割或三維切割。在汽車制造領域，小汽車頂窗等空間曲線的切割技術都已經獲得廣泛應用。德國大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復雜的車身薄板及各種曲面件。在航空航天領域，激光切割技術主要用于特種航空材料的切割，如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架、鈦合金蒙皮、機翼長桁、尾翼壁板、直升機主旋翼、航天飛機陶瓷隔熱瓦等。激光切割成形技術在非金屬材料領域也有著較為廣泛的應用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；還能切割加工柔性材料，如布料、紙張、塑料板、橡膠等，如用激光進行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。適合采用CO2激光切割的產品大體上可歸納為三類：第一類：從技術經濟角度不宜制造模具的金屬鈑金件，特別是輪廓形狀復雜，批量不大,一般厚度；12mm的低碳鋼；6mm厚的不銹鋼，以節(jié)省制造模具的成本與周期。已采用的典型產品有：自動電梯結構件、升降電梯面板、機床及糧食機械外罩、各種電氣柜、開關柜、紡織機械零件、工程機械結構件、大電機硅鋼片等。第二類：裝飾、廣告、服務行業(yè)用的不銹鋼（一般厚度3mm）或非金屬材料（一般厚度20mm）的圖案、標記、字體等。如藝術照相冊的圖案，公司、單位、賓館、商場的標記，車站、碼頭、公共場所的中英文字體。第三類：要求均勻切縫的特殊零件。最廣泛應用的典型零件是包裝印刷行業(yè)用的模切版，~，然后在槽中鑲嵌刀片。使用時裝在模切機上，切下各種已印刷好圖形的包裝盒。國內近幾年來應用的一個新領域是石油篩縫管。為了擋住泥沙進入抽油泵，在壁厚為6~，切割技術難度大，已有不少單位投入生產。（1）光束橫模① 基模 又稱為高斯模，是切割最理想的模式，主要出現(xiàn)在功率小于1kw的激光器。② 低階模 與基模比較接近，主要出現(xiàn)在12kw的中功率激光器。③ 多模 是高階模的混合，出現(xiàn)在功率大與3kw的激光器（2）激光功率激光切割所需要的激光功率主要取決于切割類型以及被切割材料的性質。氣化切割所需要的激光功率最大，熔化切割次之，氧氣切割最小。激光功率對切割厚度、切割速度和切口寬度等有很大影響。一般激光功率增大，所能切割材料的厚度也增加，切割速度加快，切口寬度也有所加大。（3）焦點位置離焦量對切口寬度和切割深度影響較大。一般選擇焦點位于材料表面下方約1/3板厚處，切割深度最大，切口寬度最小。（4）焦點深度切割較厚板時，應采用焦點深度大的光束，以獲得垂直度較好的切割面。但焦點深度大，光斑直徑也增大，功率密度隨之減小，使切割速度降低。若要保持一定的切割速度，則需要增大激光的功率；切割薄板宜采用較小的焦點深度，這樣光斑直徑小，功率密度高，切割速度加快。（5）切割速度切割速度直接影響切口寬度和切口表面粗糙度。對于不同材料的板厚，不同的切割氣體壓力，切割速度有一個最佳值，這個最佳值約為最大切割速度的80%。（6）輔助氣體的種類和壓力切割低碳鋼較多采用氧氣作輔助氣體，以利用鐵氧燃燒反應熱促進切割過程，而且切割速度快，切口質量好，可以獲得無掛渣的切口。切割不銹鋼時，常采用O2+N2混合氣體或雙層氣流，單用氧氣在切口底邊會發(fā)生掛渣。氣體壓力增大，動量增加，排渣能力增強，因此可以使無掛渣的切割速度增加。氧氣純度對切割速度有一定的影響，研究表明，氧氣純度降低2%，切割速度就會降低50%。噴嘴形狀也影響激光切割質量和效率。不同切割機采用不同形狀的噴嘴。與其它常規(guī)加工方法相比，激光切割具有
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