火花機(jī)加工技術(shù)：激光加工原理 激光加工（laser beam machining，LBM）是在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。 通過光學(xué)系統(tǒng)將激光束聚焦成尺寸與光波波長(zhǎng)相近的極小光斑，其功率密度可達(dá)107～1011w/cm2，溫度可達(dá)一萬攝氏度，將材料在瞬間（10-3s）熔化和蒸發(fā)，工件表面不斷吸收激光能量，凹坑處的金屬蒸汽迅速膨脹，壓力猛然增大，熔融物被產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊波噴濺出去。

激光加工的特點(diǎn)

1）激光加工屬非接觸加工，無明顯機(jī)械力，也無工具損耗，工件不變形，加工速度快，熱影響區(qū)小，可達(dá)高精度加工，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

 2）因功率密度是所有加工方法中最高的，所以不受材料限制，幾乎可加工任何金屬與非金屬材料。

 3）激光加工可通過惰性氣體、空氣或透明介質(zhì)對(duì)工件進(jìn)行加工，如可通過玻璃對(duì)隔離室內(nèi)的工件進(jìn)行加工或?qū)φ婵展軆?nèi)的工件進(jìn)行焊接。

 4）激光可聚焦形成微米級(jí)光斑，輸出功率大小可調(diào)節(jié)，常用于精密細(xì)微加工，最高加工精度可達(dá)0.001mm，表面粗糙度Ra值可達(dá)0.4～0.1。

 5）能源消耗少，無加工污染，在節(jié)能、環(huán)保等方面有較大優(yōu)勢(shì)。

激光加工的應(yīng)用

（1）激光打孔 激光打孔主要用于特殊材料或特殊工件上的孔加工，如儀表中的寶石軸承、陶瓷、玻璃、金剛石拉絲模等非金屬材料和硬質(zhì)合金、不銹鋼等金屬材料的細(xì)微孔的加工。 激光打孔的效率非常高，功率密度通常為107～108w/cm2，打孔時(shí)間甚至可縮短至傳統(tǒng)切削加工的百分之一以下，生產(chǎn)率大大提高。。

（2）激光焊接 激光束焊接是以聚集的激光束作為能源的特種熔化焊接方法。 激光器利用原子受激輻射的原理，使物質(zhì)受激而產(chǎn)生波長(zhǎng)均一，方向一致和強(qiáng)度非常高的光束。經(jīng)聚焦后，激光束的能量更為集中，能量密度可達(dá)105~107W/cm2。 如將焦點(diǎn)調(diào)節(jié)到焊件結(jié)合處，光能迅速轉(zhuǎn)換成熱能，使金屬瞬間熔化，冷卻凝固后成為焊縫。

（3）激光切割 激光切割是利用聚焦以后的高功率密度（105～107w/cm2）激光束連續(xù)照射工件，光束能量以及活性氣體輔助切割過程附加的化學(xué)反應(yīng)熱能均被材料吸收，引起照射點(diǎn)材料溫度急劇上升，到達(dá)沸點(diǎn)后材料開始汽化，并形成孔洞，且光束與工件相對(duì)移動(dòng)，使材料形成切縫，切縫處熔渣被一定壓力的輔助氣體吹除。 激光切割是激光加工中應(yīng)用最廣泛的一種，主要是其切割速度快、質(zhì)量高、省材料、熱影響區(qū)小、變形小、無刀具磨損、沒有接觸能量損耗，噪音小，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且還可穿透玻璃切割真空管內(nèi)的燈絲，由于以上諸多優(yōu)點(diǎn)，深受各制造領(lǐng)域歡迎，不足之處是一次性投資較大，且切割深度受限。

（4）激光表面熱處理 當(dāng)激光能量密度在103～105w/cm2左右時(shí)，對(duì)工件表面進(jìn)行掃描，在極短的時(shí)間內(nèi)加熱到相變溫度（由掃描速度決定時(shí)間長(zhǎng)短），工件表層由于熱量迅速向內(nèi)傳導(dǎo)快速冷卻，實(shí)現(xiàn)了工件表層材料的相變硬化（激光淬火）。 與其它表面熱處理比較，激光熱處理工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，工藝過程易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。一般無須冷卻介質(zhì)，對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)工件表面加熱快，冷卻快，硬度比常溫淬火高約15%～20%；耗能少，工件變形小，適合精密局部表面硬化及內(nèi)孔或形狀復(fù)雜零件表面的局部硬化處理，但激光表面熱處理設(shè)備費(fèi)用高，工件表面硬化深度受限，因而不適合大負(fù)荷的重型零件。

（5）其它應(yīng)用 近年來，各行業(yè)中對(duì)激光合金化、激光拋光、激光沖擊硬化法、激光清洗模具技術(shù)也在不斷深入研究及應(yīng)用中。

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