激光原理與技術(shù)--第七章激光加工技術(shù)-展示頁
2025-01-26 21:31本頁面
【正文】 應(yīng)用范圍如圖 各種參數(shù)條件下激光加工的可能應(yīng)用和影響 激光等離子體屏蔽現(xiàn)象 激光作用于靶表面，引發(fā)蒸汽，蒸汽繼續(xù)吸收激光能量，使溫度升高，最后在靶表面產(chǎn)生高溫高密度的等離子體。 還可以利用激光亮度高 、 能量集中 、 可通過理論計(jì)算進(jìn)行控制的特點(diǎn)對金屬工件表面進(jìn)行改性處理 。 利用激光進(jìn)行切割 ， 具有速度快 ，切面光潔 ， 不發(fā)生形變的特點(diǎn) 。 利用激光的亮度高和方向性好可以在機(jī)加工領(lǐng)域大有作為 。激光加工 三 . 激光用在加工領(lǐng)域 以激光良好的單色性和相干性為基礎(chǔ) 。 激光全息技術(shù)可以用作無損探傷 ， 即不用損壞零件便可檢測出零件內(nèi)部的缺陷 。 如可以在零件上打一般鉆頭不能打的異形孔和尺寸達(dá)微米級的小孔 。 激光焊接可焊一般焊接法不能焊的難熔金屬 。 激光熱加工原理 無論是哪一種激光加工的方法，都要將一定功率激光束聚焦于被加工物體上，使激光與物質(zhì)相互作用。等離子體迅速向外膨脹，在此過程中繼續(xù)吸收入射激光，阻止激光到達(dá)靶面，切斷了激光與靶的能量耦合。此技術(shù)的優(yōu)越性表現(xiàn)在可以局部加熱處理，顯著抑制變形，易于控制晶粒及組織形態(tài)，無需后續(xù)加工工藝。目前在汽車制造及精密機(jī)械行業(yè)，激光熱處理已有廣泛的應(yīng)用，如菲亞持集團(tuán)用其處理汽缸體，尼桑公司則用其處理發(fā)動機(jī)及其傳動部件。當(dāng)激光移開后，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。 45鋼表面激光淬火區(qū)橫截面金相組織圖 淬火區(qū)顯微硬度沿深度方向的分布曲線圖 2 激光表面熔凝技術(shù) 用激光束將表面熔化而不加任何合金元素，以達(dá)到表面組織改善的目的。工件橫截面沿深度方向的組織依次為：熔凝層、相變硬化層、熱影響區(qū)和基材 激光熔凝處理后橫截面組織示意圖 T10鋼激光熔凝層顯微硬度沿淬硬層深度的分布 3 激光熔覆技術(shù) 激光熔覆 (Laser Cladding)技術(shù)亦稱激光包覆、激光涂覆、激光熔敷，是一種新的表面改性技術(shù)。 同步送料法激光熔覆示意圖 激光熔覆工藝依據(jù)材料的添加方式不同，分為預(yù)置涂層法和同步送料法。激光熔覆材料包括金屬、陶瓷或者金屬陶瓷，材料的形式可以是粉末、絲材或者板材 激光相變相圖分析 激光相變相圖分析 應(yīng)用 激光表面改性技術(shù)的最新進(jìn)展是將其應(yīng)用于凸輪軸的表面改性方面。傳統(tǒng)處理技術(shù)如鎢極惰性氣體保護(hù)重熔或直接冷硬鑄造法能獲得耐磨性好的萊氏體表層組織。 （ 2 laser hard facing） 熔池 CCD拍攝圖 彩色云圖處理 激光焊接是一種材料連接，主要是金屬材料之間連接的技術(shù)。 激光焊接相對于傳統(tǒng)方式的優(yōu)點(diǎn)： 1）用激光很容易對一些普通焊接技術(shù)難以加工的如脆性大、硬度高或柔軟性強(qiáng)的材料實(shí)施焊接。 激光焊接主要有熱導(dǎo)焊和深熔焊兩種。 深熔焊采用的功率密度在 106~107w/cm2 之間，焊縫的 深寬比最大可達(dá) 12： 1 4 視頻激光焊、焊接汽車 激光焊接 奧迪系列 寶馬系列 人們對改進(jìn)汽車的基本性能 (駕駛性、安全性及對環(huán)境的保護(hù)性等 ) 作了大量的工作。 奔 馳 系 列 激光發(fā)生器 激光設(shè)備 ☆ 由光學(xué)震蕩器及放在震蕩器空穴兩端鏡間的介質(zhì)所組成。 ☆ 激光亦可解釋成將電能、化學(xué)能、熱能、光能或核能等原始能源轉(zhuǎn)換成某些特定光頻（紫外光、可見光或紅外光的電磁輻射束的一種設(shè)備。當(dāng)這些介質(zhì)以原子或分子形態(tài)被激發(fā)，便產(chǎn)生相位幾乎相同且近乎單一波長的光束 激光。 下面是常見的激光焊接設(shè)備 發(fā)展過程 世界上的第一個激光束于 1960年利用閃光燈泡激發(fā)紅寶石晶粒 所產(chǎn)生，因受限于晶體的熱容量，只能產(chǎn)生很短暫的脈沖光束且頻率很低。 使用釹（ ND）為激發(fā)元素的釔鋁石榴石晶棒（ Nd:YAG）可產(chǎn)生 18KW的連續(xù)單一波長光束。 使用 CO2為激發(fā)物的 CO2激光（波長 ），輸出能量可達(dá) 25KW，可做出 2mm板厚單道全滲透焊接，工業(yè)界已廣泛用于金屬的加工上。 激光束可由平面光學(xué)元件（如鏡子）導(dǎo)引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。 激光焊可以與 MIG焊組成激光 MIG復(fù)合焊，實(shí)現(xiàn)大熔深焊接，同時熱輸入量比 MIG焊大為減小。 （ 2） 32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數(shù)業(yè)經(jīng)檢定合格，可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用。且因不屬于接觸式焊接制程，機(jī)具的耗損及變形接可降至最低。 （ 5）工件可放置在封閉的空間（經(jīng)抽真空或內(nèi)部氣體環(huán)境在控制下）。 （ 8）易于以自動化進(jìn)行高速焊接，亦可以數(shù)位或電腦控制。 （ 10）不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易
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