激光通信技術(shù)2-在線瀏覽
2024-11-04 12:14本頁(yè)面
【正文】 統(tǒng)計(jì)中微細(xì)加工1996年只占6％，1997年翻了一倍達(dá)12％，1998年已增加到19％；－－加工系統(tǒng)智能化，系統(tǒng)集成不僅是加工本身，而是帶有實(shí)時(shí)檢測(cè)、反饋處理，隨著專家系統(tǒng)的建立，加工系統(tǒng)智能化已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。存在的主要問(wèn)題：－－科研成果轉(zhuǎn)化為商品的能力差，許多有市場(chǎng)前景的成果停留在實(shí)驗(yàn)室的樣機(jī)階段；－－激光加工系統(tǒng)的核心部件激光器的品種少、技術(shù)落后、可靠性差。－－對(duì)加工技術(shù)的研究少，尤其對(duì)精細(xì)加工技術(shù)的研究更為薄弱，對(duì)紫外波激光進(jìn)行加工的研究進(jìn)行的極少。三、“十五”目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容1．目標(biāo)“十五”的主要工作是促進(jìn)激光加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，保持激光器年產(chǎn)值20％的平均增長(zhǎng)率，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值200億元以上；在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中普及和推廣加工技術(shù)，重點(diǎn)完成電子、汽車、鋼鐵、石油、造船、航空等傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用激光技術(shù)進(jìn)行改造的示范工程；為信息、材料、生物、能源、空間、海洋等六大高科技領(lǐng)域提供嶄新的激光設(shè)備和儀器。（2）建立激光加工設(shè)備參數(shù)的檢測(cè)手段，并進(jìn)行方法研究。對(duì)現(xiàn)有的激光切割系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提供性能好、價(jià)格便宜的2－3軸數(shù)控CO2切割機(jī)，并開(kāi)展相應(yīng)的切割工藝的研究，使該工藝廣泛用于材料加工、汽車、航天及造船等領(lǐng)域。（4）激光焊接技術(shù)研究。（5）激光表面處理技術(shù)研究。（6）激光加工光束質(zhì)量及加工外圍裝置研究。（7）擇優(yōu)支持2~3個(gè)國(guó)家級(jí)加工技術(shù)研究中心，開(kāi)展激光加工工藝技術(shù)研究，重點(diǎn)是材料表面改性和熱處理方面的研究和推廣應(yīng)用；開(kāi)展激光快速成形技術(shù)的應(yīng)用研究，拓寬激光應(yīng)用領(lǐng)域。1971年用CO2激光切割包裝用夾板，首次開(kāi)辟了激光切割在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。 激光切割技術(shù)基本原理在激光束能量作用下，材料表面被迅速加熱到幾千至上萬(wàn)度而熔化或氣化，隨著氣化物逸出和熔融物體被輔助高壓氣體吹走，達(dá)到切割材料的目的。激光切割可分為：激光氣化切割，激光熔化切割，激光氧化切割和激光劃片與控制斷裂四類。這些蒸氣的噴出速度很大，在蒸氣噴出的同時(shí)，在材料上形成切口。激光氣化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料的切割。激光熔化切割不需要使金屬完全氣化，所需能量只有氣化切割的1/10。（3）激光氧化切割：原理類似于氧乙炔切割。噴吹出的氣體與切割金屬發(fā)生作用，發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，在金屬中形成切口。激光氧化切割主要用于碳鋼，鈦鋼以及熱處理等易氧化的金屬材料。激光劃片用的激光器一般為Q開(kāi)關(guān)激光器和CO2激光器。 激光切割工藝特點(diǎn)（1）切割質(zhì)量好，精細(xì)由于激光光斑小，激光切割切口細(xì)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(dá)177。（2）切割效率高由于激光的傳輸特性，激光切割機(jī)上一般配有數(shù)控工作臺(tái)，整個(gè)切割過(guò)程可全部實(shí)現(xiàn)數(shù)控。材料在激光切割時(shí)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(shí)間。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)。（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(fù)合材料，皮革，木材及纖維等。（5）缺點(diǎn)：激光切割由于受激光器功率和設(shè)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(shè)備費(fèi)用高，一次性投資大。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。德國(guó)大眾汽車公司用功率為500W的激光器切割形狀復(fù)雜的車身薄板及各種曲面件。用激光切割加工的航空航天零部件有發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒、鈦合金薄壁機(jī)匣、飛機(jī)框架、鈦合金蒙皮、機(jī)翼長(zhǎng)桁、尾翼壁板、直升機(jī)主旋翼、航天飛機(jī)陶瓷隔熱瓦等。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(jìn)行服裝剪裁，可節(jié)約衣料10%～12%，提高功效3倍以上。已采用的典型產(chǎn)品有：自動(dòng)電梯結(jié)構(gòu)件、升降電梯面板、機(jī)床及糧食機(jī)械外罩、各種電氣柜、開(kāi)關(guān)柜、紡織機(jī)械零件、工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件、大電機(jī)硅鋼片等。如藝術(shù)照相冊(cè)的圖案，公司、單位、賓館、商場(chǎng)的標(biāo)記，車站、碼頭、公共場(chǎng)所的中英文字體。最廣泛應(yīng)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。國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)應(yīng)用的一個(gè)新領(lǐng)域是石油篩縫管。（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。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(zhì)。激光功率對(duì)切割厚度、切割速度和切口寬度等有很大影響。（3）焦點(diǎn)位置離焦量對(duì)切口寬度和切割深度影響較大。（4）焦點(diǎn)深度切割較厚板時(shí)，應(yīng)采用焦點(diǎn)深度大的光束，以獲得垂直度較好的切割面。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(diǎn)深度，這樣光斑直徑小，功率密度高，切割速度加快。對(duì)于不同材料的板厚，不同的切割氣體壓力，切割速度有一個(gè)最佳值，這個(gè)最佳值約為最大切割速度的80%。切割不銹鋼時(shí)，常采用O2+N2混合氣體或雙層氣流，單用氧氣在切口底邊會(huì)發(fā)生掛渣。氧氣純度對(duì)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(huì)降低50%。不同切割機(jī)采用不同形狀的噴嘴。首先，與其他熱切割方法相比，同樣作為熱切割過(guò)程，別的方法不能象激光束那樣作用于一個(gè)極小的區(qū)域，結(jié)果導(dǎo)致切口寬、熱影響區(qū)大和明顯的工件變形。一般來(lái)說(shuō)，激光切割質(zhì)量可以由以下6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量。激光切割大都
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