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激光知識

激光剛剛誕生不久就被人們稱為“解決問題的工具”?茖W(xué)家們一開始就意識到激光這種奇特的東西,將會要成為這個時代最重要的技術(shù)因素。迄今為止,僅僅數(shù)十年的初步應(yīng)用,激光已經(jīng)對我們的生活方式產(chǎn)生了重大影響。
激光打標(biāo)(雕刻)技術(shù)
 
激光打標(biāo)(雕刻)技術(shù)是激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。激光打標(biāo)(雕刻)是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射,使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng),從而留下永久性標(biāo)記的一種打標(biāo)方法。激光打標(biāo)(雕刻)可以打出各種文字、符號和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級,這對產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。
 


在塑料上打標(biāo)
在金屬上打標(biāo)
 
聚焦后的極細(xì)的激光光束如同刀具,可將物體表面材料逐點去除,其先進性在于標(biāo)記過程為非接觸性加工,不產(chǎn)生機械擠壓或機械應(yīng)力,因此不會損壞被加工物品;由于激光聚焦后的尺寸很小,熱影響區(qū)域小,加工精細(xì),因此,可以完成一些常規(guī)方法無法實現(xiàn)的工藝。
激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光點,不需要額外增添其它設(shè)備和材料,只要激光器能正常工作,就可以長時間連續(xù)加工。激光加工速度快,成本低廉。激光加工由計算機自動控制,生產(chǎn)時不需人為干預(yù)。
激光能標(biāo)記何種信息,僅與計算機里設(shè)計的內(nèi)容相關(guān),只要計算機里設(shè)計出的圖稿打標(biāo)系統(tǒng)能夠識別,那么打標(biāo)機就可以將設(shè)計信息精確的還原在合適的載體上。因此軟件的功能實際上很大程度上決定了系統(tǒng)的功能。
 
激光切割技術(shù)
激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中,可大大減少加工時間,降低加工成本,提高工件質(zhì)量,F(xiàn)代的激光成了人們所幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。


有機玻璃切割
鋼板切割
以我公司CO2激光切割機為例,整個系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、排煙和吹氣保護系統(tǒng)等組成,采用最先進的數(shù)控模式實現(xiàn)多軸聯(lián)動及激光不受速度影響的等能量切割,同時支持DXP、PLT、CNC等圖形格式并強化界面圖形繪制處理能力;采用性能優(yōu)越的進口伺服電機和傳動導(dǎo)向結(jié)構(gòu)實現(xiàn)在高速狀態(tài)下良好的運動精度。
激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實現(xiàn)的。在計算機的控制下,通過脈沖使激光器放電,從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光,形成一定頻率,一定脈寬的光束,該脈沖激光束經(jīng)過光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上,形成一個個細(xì)微的、高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個細(xì)小的孔,在計算機控制下,激光加工頭與被加工材料按預(yù)先繪好的圖形進行連續(xù)相對運動打點,這樣就會把物體加工成想要的形狀。切割時,一股與光束同軸氣流由切割頭噴出,將熔化或氣化的材料由切口的底部吹出(注:如果吹出的氣體和被切割材料產(chǎn)生熱效反應(yīng),則此反應(yīng)將提供切割所需的附加能源;氣流還有冷卻已切割面,減少熱影響區(qū)和保證聚焦鏡不受污染的作用)。與傳統(tǒng)的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割質(zhì)量(切口寬度窄、熱影響區(qū)小、切口光潔) 、高的切割速度、高的柔性(可隨意切割任意形狀) 、廣泛的材料適應(yīng)性等優(yōu)點。
激光焊接技術(shù)
激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一,焊接過程屬熱傳導(dǎo)型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。由于其獨特的優(yōu)點,已成功地應(yīng)用于微、小型零件焊接中。高功率CO2及高功率YAG激光器的出現(xiàn),開辟了激光焊接的新領(lǐng)域。獲得了以小孔效應(yīng)為理論基礎(chǔ)的深熔接,在機械、汽車、鋼鐵等工業(yè)部門獲得了日益廣泛的應(yīng)用。


手機電池薄壁焊接
不銹鋼焊接
與其它焊接技術(shù)比較,激光焊接的主要優(yōu)點是:激光焊接速度快、深度大、變形小。能在室溫或特殊的條件下進行焊接,焊接設(shè)備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊,并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M行焊接。激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達(dá)5:1,最高可達(dá)10:1?珊附与y熔材料如鈦、石英等,并能對異性材料施焊,效果良好。便如,將銅和鉭兩種性質(zhì)截然不同的材料焊接在一起,合格率幾乎達(dá)百分之百。也可進行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑,且能精密定位,可應(yīng)用于大批量自動化生產(chǎn)的微、小型元件的組焊中,例如,集成電路引線、鐘表游絲、顯像管電子槍組裝等由于采用了激光焊,不僅生產(chǎn)效率大、高,且熱影響區(qū)小,焊點無污染,大大提高了焊接的質(zhì)量。
可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠(yuǎn)距離焊接,具有很大的靈活性。在YAG激光技術(shù)中采用光纖傳輸技術(shù),使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣與應(yīng)用。 激光束易實現(xiàn)光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。

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