鐳射加工技術論文

　　鐳射加工就是利用其所具有的輸出光線的高指向性和高能量，進行微小孔及狹縫等的精密加工、切割、微細焊接等。下面是小編整理了，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　篇一

　　談機械製造鐳射加工技術

　　摘要：鐳射加工就是利用其所具有的輸出光線的高指向性和高能量，進行微小孔及狹縫等的精密加工、切割、微細焊接等。鐳射有固體鐳射、液體鐳射和氣體鐳射等。目前，作為加工用的以固體鐳射為最好。

　　關鍵詞：機械製造鐳射加工技術

　　鐳射是通過入射光子使亞穩態高能級的原子、離子或分子躍遷到低能級受激幅射***不是自發幅射***時發出的光，也可解釋為“光受激幅射後發射加強”。它是由於受激發射的發光放大現象。鐳射具有單色性好、方向性強、能量高度集中等特性，因此在軍事、工農業生產和科學研究的很多領域中得到了廣泛應用。鐳射加工就是利用其所具有的輸出光線的高指向性和高能量，進行微小孔及狹縫等的精密加工、切割、微細焊接等。鐳射有固體鐳射、液體鐳射和氣體鐳射等。目前，作為加工用的以固體鐳射為最好。

　　鐳射加工具有以下特點：鐳射加工不需要加工工具，所以不存在工具損耗問題,很適宜自動化連續操作，可以在大氣中進行。功率密度高，幾乎能加工所有的材料，如果是透明材料***如玻璃***，只要採取一些色化和打毛措施，仍可加工。加工速度快，效率高，熱影響區小。因不需要工具，又能聚焦成極細的光束，所以能加工深而小的微孔和窄縫***直徑可小至幾微米，深徑比可達10以上***，適合於精微加工。可通過透明材料***如玻璃***對工件進行加工。

　　1、鐳射器

　　1.1 氣體鐳射器

　　通常用二氧化碳鐳射器。

　　二氧化碳鐳射器的鐳射管內充有二氧化碳，同時加進一些輔助氣體，這些輔助氣體有助於提高鐳射器輸出功率。二氧化碳鐳射器是目前氣體鐳射器中連續輸出功率最大、能量轉換效率最高的一種鐳射器，能以大功率連續輸出波長10.6的鐳射，而且方向性、單色性及相干性好，能聚焦成很小的光斑。缺點是裝置體積大，輸出瞬時功率小，而且是看不見的紅外光，調整光束位置不方便。

　　1.2 固體鐳射器

　　包括紅寶石鐳射器、釔鋁石榴石鐳射器、釹玻璃***摻釹的鹽酸玻璃***鐳射器等。固體鐳射器的特點是體軹小，輸出能量大，可以打較大較深的孔;但其能量轉換效率低，製造較難,成本高。而二氧化碳鐳射器則具有造價低,結構簡單,工作效率高，打孔質量好等優點;不足是體積大，佔地面積大。

　　2、影響鐳射加工的因素

　　鐳射主要用於各種材料的小孔、窄縫等微型加工，雖然也有生產率和表面粗糙度的要求，但主要是加工精度問題，如孔和窄縫大小、深度和幾何形狀等。因工藝物件的最小尺寸只有幾十微米，所以加工誤差一般為微米級。為此，除保證光學系統和機械方面精度外，還有光的特殊影響。

　　2.1 輸出功率與照射時間

　　鐳射輸出功率大，照射時間長，工件所獲得能量大。當焦點位置一定時，鐳射能量越大，加工孔就大而深，錐度小。照射時間一般為幾分之一至幾毫秒。鐳射能量一定時，照射時間太長會使熱量傳散到非加工區;時間太短則因能量密度過大，蝕除物的高溫氣體噴出，也會使鐳射使用效率降低。

　　2.2 焦距與發散角

　　發散角小的鐳射束，經短焦距的聚焦物鏡以後,在焦面上可以獲得更小的光斑及更高的功率密度。光斑直徑小，打的孔也小,且由於功率密度大，打出的孔不僅深，而且錐度小。

　　2.3 焦點位置

　　焦點位置低，透過工件表面的光斑面積大，不僅會產生喇叭口，而且因能量密度減小而影響加工深度。焦點位置太高，同樣，工作表面尖斑大，進入工件後越來越大，甚至無法繼續加工。鐳射的實際焦點在工件表面或略低於工件表面為宜。

　　2.4 光斑內的能量分佈

　　鐳射束經聚焦後，在焦面上的光點實際上是一個直徑為d的光斑，光斑內能量分佈不均。中心點的光強最大，離開中心點迅速減弱，能量以焦點為軸心對稱分佈，這種光束加工出來的孔是正圓形的。若鐳射束能量分佈不對稱，打出的孔也不對稱。