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激光加工试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分）

1.下列哪种激光器属于固体激光器？（）

A.氦氖激光器

B.二氧化碳激光器

C.氩离子激光器

D.半导体激光器

2.激光束通过透镜聚焦时，减小光斑直径的主要方法是？（）

A.增大透镜焦距

B.增大激光器输出功率

C.使用曲率半径较大的透镜

D.使用焦距较小的透镜

3.激光切割主要利用激光与物质相互作用的哪种效应？（）

A.热效应导致熔化

B.化学效应导致分解

C.光压效应导致位移

D.电离效应导致汽化

4.下列哪种材料最不适合用激光进行焊接？（）

A.不锈钢

B.铝合金

C.塑料（聚乙烯）

D.钛合金

5.激光打标通常要求激光能量密度达到材料的？（）

A.熔化阈值

B.汽化阈值

C.烧蚀阈值

D.热传导阈值

6.激光表面处理中，激光淬火主要改变材料的？（）

A.硬度

B.电导率

C.磁性

D.密度

7.影响激光切割速度的主要因素之一是？（）

A.切割宽度

B.激光波长

C.工件厚度

D.以上都是

8.在激光加工系统中，负责控制激光能量输出和波形的是？（）

A.光学透镜组

B.激光电源

C.工具头

D.控制计算机

9.激光加工中，热影响区（HAZ）主要是由激光能量引起的？（）

A.超声波振动

B.激光压力

C.温度升高

D.电场变化

10.为了提高深激光钻孔的孔质量，通常会采用？（）

A.较短的脉冲宽度

B.较高的重复频率

C.较大的激光焦点直径

D.气体辅助

二、填空题（每空1分，共15分）

1.激光加工通常发生在激光与物质相互作用的______区域。

2.激光切割中，为了实现锥形切口，激光光束需要经过______透镜。

3.激光焊接中，为了防止氧化，常常需要在保护气氛下进行，例如使用______气体。

4.激光打标中，常见的打标方式有烧蚀打标和______打标。

5.激光表面处理中，激光熔覆是向基材表面添加熔融材料，形成______层。

6.衡量激光束质量的重要参数是______和光斑直径。

7.激光加工过程中，为了保护操作人员眼睛和防止火灾，必须采取严格的______措施。

8.影响激光焊接质量的关键因素包括激光功率、焊接速度和______。

9.激光剥皮是利用激光去除材料表面的______层。

10.数控激光加工系统通常由激光器、______、工具头和控制系统组成。

三、判断题（每题1分，共10分）

1.激光束的发散角越小，其光斑直径就越小。（）

2.所有材料都能被激光加工。（）

3.激光焊接可以实现异种材料的连接。（）

4.激光打标通常是可逆的加工过程。（）

5.激光表面硬化是通过激光照射使材料表面温度急剧升高，然后快速冷却得到的。（）

6.激光加工速度越快，加工效率就越高。（）

7.激光切割时，增加辅助气体压力可以提高切割速度和质量。（）

8.半导体激光器是目前输出功率最高的激光器类型。（）

9.激光加工系统的维护保养对加工精度和稳定性没有影响。（）

10.激光热效应是指激光能量被材料吸收后转化为热能的过程。（）

四、简答题（每题5分，共20分）

1.简述激光切割与激光焊接在加工原理和应用上的主要区别。

2.激光打标有哪些常见的应用领域？

3.影响激光表面处理效果的主要因素有哪些？

4.简述激光加工安全防护中，针对眼睛和火灾的主要防护措施。

五、计算题（共15分）

1.（8分）某激光切割机使用波长为1.06μm的Nd:YAG激光器，激光功率为2000W，切割速度为15m/min。假设切割过程中激光能量利用率为60%，计算切割1小时所能处理的材料总面积（单位：平方米）。请写出计算公式和过程。

2.（7分）进行激光打标时，要求在距离光束焦点5mm处形成一个直径为1mm的圆形热影响区（假设热影响区的直径近似等于光斑直径）。已知透镜焦距为100mm，请计算激光光束在该透镜焦平面处的理想光斑直径（不考虑像差）。请写出计算公式和过程。

六、论述题（10