大连理工大学精密与特种加工作业.docVIP

《精密与特种加工》 课程大作业 院 系：机械工程学院 授课老师： 吴东江 学 号： 姓 名： 分数（百分制）： 完成时间：2014年11月5日 题目：激光切割的研究现状及发展趋势 激光切割的研究现状及发展趋势 （大连理工大学机械工程学院 大连116024） 摘要:激光切割技术是激光加工应用领域的重要部分，是当前世界上先进的切割工艺之一。总结了激光切割技术的特点，介绍了其国内国外的研究现状，指出了激光切割技术未来的发展趋势。 关键词：激光切割；激光器；激光加工；发展 Abstract：Laser cutting?technology is an important?part?of the laser processing applications,?is the current world advanced cutting?technology.Summarized the characteristic of?laser cutting?technology,?introduces the domestic and foreign?research present situation,?had pointed out?the future development trend of?the technology?of laser cutting. Key word：Laser cutting;laser device;laser processing;Development 1. 概述 激光是自1960年问世后就很快发展并在实际中得到应有的高新技术。随着对相关基本理论研究的不断深化，各类激光器元件的不断发展，从而使其应用领域也不断拓宽，应用规模逐渐扩大，所获得的经济效益和社会效益更加显著。[1] 激光切割技术以其切缝窄、工件变形小、无接触性，以及广泛的适应性和灵活性在工业领域应用广泛，而且整个工艺过程对环境没有污染。其最主要的四个工艺参数为:激光功率、切割速度、焦点位置及辅助气体压力。本文综述了国内外激光技术的研究现状，并对今后的发展趋势做出了展望。 激光切割的原理 激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。 激光切割技术的特点 激光具有高亮度、方向性强、单色性好、相干性好、空间控制和时间控制性好等优越性能，容易获得超短脉冲和小尺寸光斑，能够产生极高的能量密度和功率密度，几乎能加工所有的材料，例如，塑料，陶瓷，玻璃，金属，半导体材料，复合材料等等，以及生物/医用材料，特别适用于加工自动化，而且对被加工材料的形状、尺寸和加工环境要求很低。激光加工具有很多优点，如下所述： 激光加工属无接触加工:激光加工是通过激光光束进行加工，与被加工工件不直接接触，降低了机械加工惯性和机械变形，方便了加工.同时，还可加工常规机械加工不能或很难实现的加工工艺，如内雕、集成电路打微孔、硅片的刻划等。 加工质量好，加工精度高:由于激光能量密度高可瞬时完成加工，与传统机械加工相比，工件热变形小、无机械变形，使得加工质量显著提高;激光可通过光学聚焦镜聚焦，激光加工光斑非常小，加工精度很高，如PC机硬盘高速转子采用激光平衡技术，其转子平衡精度可达微米或亚微米级。 加工效率高:激光切割可比常规机械切割提高加工效率几十倍甚至上百倍;激光打孔特别是微孔可比常规机械打孔提高效率几十倍至上千倍;激光焊接比常规焊接提高效率几十倍;激光调阻可提高效率上千倍，且精度亦显著提高。 材料利用率高，经济效益高:激光加工与其他加工技术相比可节省材料10%-30%，可直接节省材料成本费，且激光加工设备操作维护成本低，对加工费用降低提供了先决条件。 激光加工具有优越的加工性能，使得激光加工技术得到了广泛的应用，并产生了巨大的经济效益和社会效益.目前已成熟的激光加工技术包括:激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光刻蚀技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清洗技术、激光热处理和表面处理技术。 4.国内研究现状 目前，国内主要研究方向在钢板的激光切割工艺方而，少数涉及到有色金属的切割工艺。 湖南大学激光研究所[2]分析了焦数比、聚焦光斑直径、辅助气体压力和切割速度对切割质量的影响，研究表明，在保证焦深的前提下，光斑直径越小，切缝越窄，切口表而粗糙度越低。而光斑