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激光加工技术发展趋势

激光加工为了充分施展激光加工的长处,需针对不同加工对象和加工类型进一步优化激光工作参数,以便能获得高的效率和加工质量。小孔的形成和等离子体效应,使焊接过程中伴跟着具有特征的声、光和电荷产生,研究它们与焊接规范及焊缝质量之间的关系,和利用这些特征信号对激光焊接过程及质量进行监控,具有十分重要的理论意义和实用价值。

通过控制激光照射的能量密度和照射时间可以实现多种类型的加工,例如激光打孔和切割等以去陈金属为目的,利用的是金属的蒸发现象,同时为了保证加工精度,又要求照射时间能使加工部位快速蒸发,又能防止加工部位以外的金属不致因传热引起升温或熔化;激光焊接时,要求在不致发生热变形的短时间内,使焊接部位的温度尽可能超过金属熔化温度而又不到金属蒸发温度;激光淬火时,又要求温度控制在金属相变点以上,熔点以下的范围内,出不同加工方法所需的激光能量密度和照射时间。

研制合用于大功率激光的光学器件材料。激光加工通过控制激光照射的能量密度和照射时间可以实现多种类型的加工,例如激光打孔和切割等以去陈金属为目的,利用的是金属的蒸发现象,同时为了保证加工精度,又要求照射时间能使加工部位快速蒸发,又能防止加工部位以外的金属不致因传热引起升温或熔化;激光焊接时,要求在不致发生热变形的短时间内,使焊接部位的温度尽可能超过金属熔化温度而又不到金属蒸发温度;激光淬火时,又要求温度控制在金属相变点以上,熔点以下的范围内,出不同加工方法所需的激光能量密度和照射时间。

经由激光处理后,铸层表层强度可达HRC60度以上,中碳及高碳钢,合金钢的表层硬度可达HRC70度以上,从而进步其抗磨损、抗疲惫、耐侵蚀、防氧化等机能,延长其使用寿命。因此研制小型紧凑、可靠性高而又经济的激光器是发展大功率激光加工的一个技术枢纽。

激光热处理技术可以解决其它表面处理方法无法解决或不好解决的材料强化题目。为了充分施展激光加工的长处,需针对不同加工对象和加工类型进一步优化激光工作参数,以便能获得高的效率和加工质量。缺点是要求在高压气体中才获得不乱放电,共振器的光学元件要耐受高压。通常可辅加侧吹气驱除或削弱等离子体。因为大功率激光束透过的窗口材料和透镜等光学器件时,它们要承受高压的击穿力,并因吸收激光使温度上升而引起破坏。 深熔焊过程产生的金属蒸气和保护气体,在激光作用下发生电离,从而在小孔内部和上方形成等离子体。图2所示为美国研制的三轴直交型CO2气体激光器,其也极位置比较公道。并影响光束的聚焦效果、对焊接不利。因此应根据不同的激光波长研制合用的光学器件材料。

三轴直变型的最大特点是整个装置小型紧凑,可将气体密封运转,激光加工用它发展大功率激光器有很强的实用性。激光热处理技术的原理基于激光的穿透能力极强,当把金属表面加热到仅低于熔点的临界转变温度时,其表面迅速奥氏体化,然后急速自冷淬火,金属表面迅速被强化,即激光相变硬化。等离子体对激光有吸收、折射和散射作用,因此一般来说熔池上方的等离子体会削弱到达工件的激光能量。