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激光加工的分類特點是什麽?

1,激光切割

激光切割技術廣泛應用於金屬和非金屬材料的加工,可以大大縮短加工時間,降低加工成本,提高工件質量。激光切割是利用激光聚焦後產生的高功率密度能量實現的。與傳統板材加工方法相比,激光切割具有切割質量高、切割速度快、靈活性高(可任意切割任意形狀)、材料適應性廣等優點。

(1)激光熔化切割

在激光熔化切割中,工件部分熔化,熔化的材料被氣流噴出。因為材料的轉移只發生在其液態,這個過程被稱為激光熔化切割。

激光束配合高純惰性切割氣體,促使熔融材料離開切口,氣體本身不參與切割。

-激光熔化切割可以獲得比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高於熔化材料所需的能量。在激光熔化和切割中,激光束僅被部分吸收。

-最大切割速度隨著激光功率的增加而增加,隨著板材厚度和材料熔化溫度的增加而幾乎相反地減小。當激光功率恒定時,限制因素是切口處的空氣壓力和材料的熱導率。

-激光熔化切割可以獲得鐵材料和鈦金屬的無氧化切割。

——對於鋼鐵材料,熔化但不氣化的激光功率密度為104W/cm。~105W/cm?在...之間

(2)激光火焰切割

激光火焰切割和激光熔化切割的區別在於使用氧氣作為切割氣體。借助氧氣與受熱金屬的相互作用,產生化學反應,進壹步加熱材料。對於相同厚度的結構鋼,用這種方法得到的切割率比熔化切割高。

另壹方面,這種方法可能比熔體切割具有更差的切口質量。事實上,它將產生更寬的切口、明顯的粗糙度、增加的熱影響區和更差的邊緣質量。

-激光火焰切割在加工精密模型和尖角時效果不好(有燒傷尖角的危險)。脈沖模式激光可用於限制熱影響。

-使用的激光功率決定切割速度。當激光功率恒定時,限制因素是氧氣的供應和材料的熱導率。

(3)激光氣化切割

在激光氣化切割過程中,材料在切口處氣化,這需要非常高的激光功率。

為了防止材料蒸汽凝結在切口壁上,材料的厚度不能大大超過激光束的直徑。因此,該工藝僅適用於必須避免排除熔融材料的應用。實際上這種加工只用於鐵基合金的小應用領域。

這壹過程不能用於木材和某些陶瓷等材料,這些材料不處於熔融狀態,因此不可能重新冷凝材料蒸汽。此外,這些材料通常到達較厚的切口。

-在激光氣化切割中,最佳光束聚焦取決於材料厚度和光束質量。

激光功率和汽化熱對最佳焦點位置只有壹定的影響。

-所需的激光功率密度大於108W/cm2,取決於材料、切割深度和光束焦點位置。

-當板材厚度不變時,假設有足夠的激光功率,最大切割速度受氣體噴射速度的限制。

2.激光焊接

激光焊接是激光材料加工技術應用的壹個重要方面。焊接過程屬於熱傳導型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導向內部擴散。通過控制激光脈沖寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數,使工件熔化,形成特定的熔池。由於其獨特的優點,已成功應用於微小零件的焊接。與其他焊接技術相比,激光焊接的主要優點是:激光焊接速度快、深度大、變形小。可在常溫或特殊條件下焊接,焊接設備簡單。

3.激光鉆孔

隨著電子產品向便攜化、小型化方向發展,對電路板小型化的需求越來越大。提高電路板小型化水平的關鍵是越來越窄的線寬和不同層次電路之間更小的微過孔和盲孔。傳統機械鉆孔的最小尺寸只有100μm,顯然不能滿足要求,取而代之的是新的激光微通孔加工方法。在工業上,通過CO2激光加工可以獲得通孔直徑為30-40μm的小孔,或者通過UV激光加工可以加工大約10μm的小孔。在世界範圍內,激光微小孔制造和電路板直接成型的研究已經成為激光加工應用的熱點。與其他加工方法相比,激光微孔制造和電路板直接成型具有更加突出的優勢和巨大的商業價值。

4.激光鉆孔

脈沖激光可以用來鉆孔,脈沖寬度為0.1 ~ 1 ms,特別適合鉆微孔和異形孔,孔徑約為0.005 ~ 1 mm,激光鉆孔已廣泛應用於寶石軸承、金剛石拉絲模、化纖噴絲頭等鐘表、儀器的工件加工。在造船、汽車制造等行業中,經常使用100瓦到10000瓦的連續CO2激光器切割大型工件,不僅能保證精確的空間曲線形狀,而且加工效率高。小工件通常用中低功率的固體激光器或CO2激光器切割。在微電子學中,激光常用於切割矽片或窄縫,速度快,熱影響區小。可以用激光在流水線上對工件進行雕刻或標記,不影響流水線的速度,雕刻的文字可以永久保存。

5、激光微調

以改變電參數(如電阻、電容和諧振頻率等。),中小功率激光用於去除電子元器件的部分材料。激光微調精度高,速度快,適合大批量生產。利用類似的原理,可以修復有缺陷的集成電路的掩膜,修復集成電路存儲器提高良率,精確調整陀螺儀。

6.激光熱處理

用激光照射材料,選擇合適的波長,控制照射時間和功率密度,可以使材料表面熔化和再結晶,達到淬火或退火的目的。激光熱處理的優點是可以控制熱處理的深度,可以選擇和控制熱處理的地點,工件變形小,可以加工形狀復雜的零部件,可以加工盲孔和深孔的內壁。如氣缸活塞經激光熱處理後可延長壽命;激光熱處理可以修復離子轟擊造成的矽材料損傷。

激光加工的應用範圍還在不斷擴大。比如用激光制造大規模集成電路,不需要抗蝕劑,工藝簡單,可以進行0.5微米以下圖形的高精度刻蝕加工,大大提高集成度。此外,激光蒸發、激光區域熔化、激光沈積等新工藝也在研發中。

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