工程材料的激光加工

工程材料的激光加工1/28/20241工程材料的激光加工2、工業(yè)激光器的市場分布激光器制造商：美國：PRCPRAMA德國：HAASTRUMPFROFIN-SINAR英國：LUMONICS日本：川崎重工東芝中國：武漢華工激光、武漢金石凱、沈陽大陸、武漢團(tuán)結(jié)1/28/20242工程材料的激光加工3、激光加工特點(diǎn)（1）激光加工不需要工具，無工具損耗、更換等問題（2）工件無受力變形，易保證加工精度（3）幾乎能加工所有的金屬和非金屬材料（4）加工速度快，效率高，熱影響區(qū)?。?）能進(jìn)行精細(xì)加工（6）能夠透過惰性氣體、空氣或透明介質(zhì)等進(jìn)行加工1/28/20243工程材料的激光加工各種加工方法的應(yīng)用比例激光加工技術(shù)應(yīng)用1/28/20244工程材料的激光加工激光加工技術(shù)在汽車中的應(yīng)用返回1/28/20245工程材料的激光加工通過光學(xué)系統(tǒng)將激光束聚焦成尺寸與光波波長相近的極小光斑，焦點(diǎn)處的能量密度可達(dá)107~1011W/cm2，溫度可高達(dá)1萬℃，從而使任何材料均在瞬時(shí)（＜10－3s）被急劇熔化乃至汽化。在不同的功率密度等條件下，材料表面區(qū)域發(fā)生各種不同的變化。這種變化包括溫度升高、熔化、汽化、形成小孔等。熔化的金屬在保護(hù)氣體作用下結(jié)晶凝固形成焊縫；汽化后的金屬蒸氣在輔助氣體的吹力作用下而離開被加工表面形成割縫或孔洞。如果加工過程中加入一定的粉末材料，使其和被加工工件表面部分材料熔合在一起，就可以得到高性能的熔覆層。1/28/20246工程材料的激光加工激光切割激光焊接激光表面處理激光雕刻激光打孔激光快速成型各種加工方法的適用范圍1/28/20247工程材料的激光加工（1）激光焊接激光束焊接是以聚集的激光束作為能源的特種熔化焊接方法。激光束經(jīng)聚焦后，能量更為集中，能量密度可達(dá)105~107W/cm2。如將焦點(diǎn)調(diào)節(jié)到焊件結(jié)合處，光能迅速轉(zhuǎn)換成熱能，使金屬瞬間熔化，冷卻凝固后成為焊縫。1/28/20248工程材料的激光加工熱導(dǎo)焊接深熔焊接熱導(dǎo)焊焊縫深熔焊焊縫

1/28/20249工程材料的激光加工金屬材料的激光焊接

1/28/202410工程材料的激光加工激光焊接應(yīng)用舉例1/28/202411工程材料的激光加工首飾焊接樣品手機(jī)殼體焊接1/28/202412工程材料的激光加工（2）激光切割激光切割是利用聚焦以后的高功率密度（105~107W/cm2）激光束連續(xù)照射工件，光束能量以及活性氣體輔助切割過程附加的化學(xué)反應(yīng)熱能均被材料吸收，引起照射點(diǎn)材料溫度急劇上升，到達(dá)沸點(diǎn)后材料開始汽化，并形成孔洞，且光束與工件相對移動(dòng)，使材料形成切縫，切縫處熔渣被一定壓力的輔助氣體吹除。1/28/202413工程材料的激光加工汽化切割：工件加熱到沸點(diǎn)以上溫度熔化切割：工件加熱到熔點(diǎn)溫度以上氧助熔化切割：氧等活性氣體代替熔化切割的惰性氣體控制斷裂切割：易受熱破壞的脆性材料1/28/202414工程材料的激光加工激光切割應(yīng)用舉例1/28/202415工程材料的激光加工1/28/202416工程材料的激光加工木皮切割大功率切割大功率切割1/28/202417工程材料的激光加工（3）激光表面處理

當(dāng)激光能量密度在103～105W/cm2左右時(shí)，對工件表面進(jìn)行掃描，在極短的時(shí)間內(nèi)加熱到相變溫度（由掃描速度決定時(shí)間長短），工件表層由于熱量迅速向內(nèi)傳導(dǎo)快速冷卻，實(shí)現(xiàn)了工件表層材料的相變硬化（激光淬火）。1/28/202418工程材料的激光加工激光熔覆利用大功率高能量激光束聚集能量極高的特點(diǎn)，瞬間將被加工件表面微熔，同時(shí)使零件表面預(yù)置或與激光束同步自動(dòng)送置的合金粉末完全熔化。激光束掃描后快速凝固，獲得與基體冶金結(jié)合的致密覆層，恢復(fù)幾何尺寸和表面強(qiáng)化等特點(diǎn)。1/28/202419工程材料的激光加工

齒輪損傷狀態(tài)修復(fù)后齒輪局部

軸修復(fù)前狀態(tài)激光熔覆過程中1/28/202420工程材料的激光加工激光表面合金化、激光沖擊硬化、激光上釉1/28/202421工程材料的激光加工（4）激光打孔、打標(biāo)激光打孔主要用于特殊材料或特殊工件上的孔加工，如儀表中的寶石軸承、陶瓷、玻璃、金剛石拉絲模等非金屬材料和硬質(zhì)合金、不銹鋼等金屬材料的細(xì)微孔的加工。陶瓷基片激光打孔1/28/202422工程材料的激光加工激光打標(biāo)是利用高能量密度的激光對工件進(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。1/28/202423工程材料的激光加工材料: 不銹鋼材料: 壓鑄鋁1/28/202424工程材料的激光加工材料: 塑料復(fù)合材料材料: