激光加工论文

1、激光加工论丈题 目：激光加工技术业：电子科技；班级：08-1学 号： 200811010145姓名：杨林激光加工技术摘要：激光加工是指利用激光朿投射到材料表面产生的热效应来完成加工过 程，包括激光焊接、激光切割、表而改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。用 激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适 应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的 加工制造方面起若无可替代的作用。关键词：加丄原理、发展前景、强化处理、微细加工、发展前景。一、激光加工的起源和原理随着科学技术的发展和社会需求的多样化，产品的竞争越來越激烈，更新换 代的周

2、期也越来越短。为此，要求不但能根据市场的要求尽快设计出新产品，而 11能在尽可能短的时间内制造出原型，从而进行性能测试和修改，最终形成定型 产品。而在传统制造系统屮，需要大量的模具设计、制造和调试等工作，成本高， 周期长，已不能适应日新月界的市场变化。为了提高研发和牛产速度，快速而耕 确地制作出高质量、低成本的模具和产品，能对M场变化做出敏捷响应，人们作 了犬量的研究和探索工作。随署工业激光器价格的不断下降和工业激光加工技术 的日益成熟，给模具制造和产品生产工艺带来了重大变革激光加工是将激光束照射到工件的表面，以激光的高能疑來切除、熔化材料 以及改变物体表面性能。山于激光加工是无接触式加工，工

3、具不会与工件的表面 冑接磨察产生阻力，所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而 且不会产生噪音。ill于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工 可应用到不同层面和范围上。:、激光加工的特点激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势： 由于它是无接触加工，并H高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可 以实现多种加工的目的。 它可以对多种金属、非金属加工，特別是可以加工高硬度、高脆性、及扁熔点 的材料。 激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。 激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并几是局部加工，对 非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，

4、其热影响区小，工件热变形小，后 续加工量小。 它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加-丁。 由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对 复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。 使用激光加丁，生产效率高，质量可靠，经济效益好。三、激光加工的应用电火花线切割是种应用机械能以外的能晟形式特种加丁方比 它町加丁任 何导电的金属材料，如硬质合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、钛合金等。但工要 适用于切割各种冲模、塑料模、粉末冶金模等二维及三维直纹面组成的模具及零 件，可貢接切割各种样板、磁钢、硅钢片冲片，也常用于钳、鹄、半导体材料或 贵重金属的切割。高速走丝线切割机床适

5、用于加工各种复杂形状的冲模及单件齿轮、花键、尖 角窄缝类饗件，也由于它将新的能量形式直接作用于材料，使得加工产生了诸多 特点，为新产品试制、粘密零件加工及模具制造等开辟了一条新的工艺途径。主 要有以下儿个方面。1、激光打孔采用脉冲激光器可进行打孔，脉冲宽度为0. 11毫秒，待别适于打微孔和异 形孔，孔径约为0.0051亳米。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金 刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。2、激光切割、划片与刻字在造船、汽车制造等工业中，常使用百瓦至万瓦级的连续CO?激光器对犬工 件进行切割，既能保证粘确的空间曲线形状,乂有较高的加工效率。对小工件的切 割常用中、小功率固体激光器

6、或CO?激光器。在微电子学中，常用激光切划硅片 或切窄缝，速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记，并 不影响流水线的速度，刻划出的字符可永久保持（图2）。3、激光微调采用屮、小功率激光器除去电子元器件上的部分材料，以达到改变电参数（如 电阻值、电容量和谐振频率等）的目的。激光微调耕度高、速度快，适于大规模 t产。利用类似原理川以修复冇缺陷的集成电路的掩模,修补集成电路存储器以 提高成品率，还可以对陀螺进行粘确的动平衡调节。4、激光热处理用激光照射材料，选择适当的波长和控制照射时间、功率密度，可使材料表 面熔化和再结晶，达到淬火或退火的|丨的。激光热处理的优点是可以控制热处理

7、的深度，可以选择和控制热处理部位，工件变形小,可处理形状复杂的零件和部 件，可对盲孔和深孔的内壁进行处理。例如，气缸活塞经激光热处理后可延长寿 命：用激光热处理可恢复离子轰击所引起损伤的硅材料。激光加工的应用范围还在不断扩大，如用激光制造大规模集成电路，不用抗 蚀剂，工序简单，并能进行0.5微米以下图案的高精度蚀刻加工，从而大人增加 集成度。此外，激光蒸发、激光区域熔化和激光沉积等新丄艺也在发展中。5、激光焊接激光焊接强度高、热变形小、密封性好，可以焊接尺寸和性质悬殊，以及熔 点很高（如陶瓷）和易氧化的材料。激光焊接的心脏起搏器，其密封性好、寿命长,而且体积小。四、激光的发展趋势激光加工用于再

8、制造业和应用于其他制造业i样，冇如不可替代的优点，并 优丁英它加工技术。激光加工用于再制造业是由和变硬化发展到激光表而合金化 和激光熔覆，山激光介金涂层发展到复介涂层及陶瓷涂层，从而使得激光表面加 工技术成为再制造的一项重要手段。它主要是采用5K旷10KWC02高功率激光器及 其系统。与国际上激光加工系统相比，我国的激光加工系统差距其人，仅占全 球销售额的4%左右。主要表现为：高档激光加工系统很少，其至没冇；主力激 光器不过关；微细激光加工装备缺口较大；而这些领域我国的生产加工企业正 在积蓄力量稳步进入，国内应用市场有很大发展空间。预测今厉2 3年内，我国 激光加工销伟额将会由2008年的35

9、亿人民币上升翻一倍，也就是说会达到70 亿元产值。国内各类制造业接受了激光加工技术，它可使他们的产品增加技术 含量，加快产品更新换代，为适应21世纪高新技术的产业化、满足宏观与微观 制造的需要，研究和开发高性能光源势在必行。目前正在积极研制超紫外、超短 脉冲、超人功率、高光束质量等特征的激光，尤莫是能适应微制造技术耍求的激 光光源更是倍受关注，并已形成国际性竞争。结论JVVVV UU I I wkJI I I本文对激光加工的原理、起源、应用、发展趋势等做了详细的介绍，并结合 激光加工等常见的问题作出分析，对激光加工工艺的理解有一定的帮助。参考文献：1 刘晋春、赵家齐、赵万生.特种加工（第4版）M.机械工业出版社，2007.