激光镭射加工浅析激光的特点和激光加工的发展趋势
来源:    发布时间: 2018-11-26 09:56   44 次浏览   大小:  16px  14px  12px
中国是一个制造业大国。制造业,尤其是机械制造业,是关系国计民生的关键产业。随着激光技术的飞速发展,激光加工技术在机械制造领域的应用越来越广泛,越来越重要,越来越有影响力

 激光加工

 

  激光是人类在二十世纪最伟大的发明之一。激光加工是一种利用激光的四个固有特性来加工能量密度高、可聚焦到微小空间的激光的方法。广泛应用于工业、军事、科研和日常生活中。激光具有四个特性:高单色性、指向性、相干性和亮度。激光加工技术是集光学、机电、材料、检测于一体的先进技术。激光加工主要包括:激光焊接、激光切割、激光打标、激光雕刻等。目前通用激光加工采用多种先进技术,如多功能集成度高、实用性强、自动化程度高、操作简单、结果直观、加工过程中可实现动态同步跟踪显示等。它具有自动程序错误诊断和极限保护功能。今天小编简单的为大家介绍一下激光的特点和激光加工的发展趋势:

 

  激光的特点

 

  1.定向发光

 

  普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上一定的聚光装置,如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜,使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小,大约只有0.001弧度,接近平行。1962年,人类第一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球。

 

  2.亮度极高

 

  在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高,所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯(光照度的单位),颜色鲜红,激光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球,产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯,人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出,能量密度自然极高。

 

  3.颜色极纯

 

  光的颜色由光的波长(或频率)决定。一定的波长对应一定的颜色。太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间,对应的颜色从红色到紫色共7种颜色,所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光的光源称为单色光源,它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源,只发射某一种颜色的光。单色光源的光波波长虽然单一,但仍有一定的分布范围。如氪灯只发射红光,单色性很好,被誉为单色性之冠,波长分布的范围仍有0.00001纳米,因此氪灯发出的红光,若仔细辨认仍包含有几十种红色。由此可见,光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好。

 

  激光加工的发展趋势

 

  1.数控化和多功能化

 

  把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的工件定位相结合,形成研制和生产加工中心,并把多种加工功能基于一台机床上,如国内生产的JHM-IGY-400/SOOB多功能激光加工机。整机由激光器、激光电源、光学系统、二/四轴联动工作台、CNC控制系统、CCD监控系统、制冷系统、光纤传输系统、He-Ne激光指示系统和密闭气室装置等组成,具有焊接、切割、打孔和简单标记等多种功能,己成为激光加工发展的一个重要趋势。

 

  2.高频度和高可靠性

 

  日前,国外YAG激光器的重复频度己达2000次/秒,二极管阵列泵浦的Nd:YAG激光器的平均维修时间己从原来的几百小时提高到1-2万小时。国内虽然达不到这种水平,但也朝着这一方向努力。4.3小型化和集成化

 

  能够进行几种工艺研制和生产加工的激光加工系统,已成为激光加工的另一发展趋势。国外已把激光切割和模具冲压两种加工方法组合在一台机床上,制成激光冲床,它兼有激光切割的多功能性和冲压加工的高速高效的特点,可完成切割复杂外形、打孔、打标、划线等加工。

 

  我国激光加工业起步晚,底子薄,技术不能与德、美、日等发达国家的同日而语,尤其是激光制造系统的光源更是落后,先进的薄片式固体激光器都是外国生产,我国想组装一台先进的激光机床就得进口激光器,这样我国的激光产业就会永远落后于人。激光的产生、传输和控制是激光技术发展的前提,只有制造出高功率、高光束质量的激光制造系统,并目把研究与实际加工相结合,我国的激光技术才能得以发展。

 

  中国是一个制造业大国。制造业,尤其是机械制造业,是关系国计民生的关键产业。随着激光技术的飞速发展,激光加工技术在机械制造领域的应用越来越广泛,越来越重要,越来越有影响力。激光技术在先进制造业中的应用,如激光快速停止、激光测量、激光成型、焊接、切割、打标、热处理等,必将使机械制造业的各个领域得到全面的改善。

 

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