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激光加工技术论文

激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能量，进

行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等。下面是店铺整理

了激光加工技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!

激光加工技术论文篇一

谈机械制造激光加工技术

摘要：激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能

量，进行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等。激光有固

体激光、液体激光和气体激光等。目前，作为加工用的以固体激光为

最好。

关键词：机械制造激光加工技术

激光是通过入射光子使亚稳态高能级的原子、离子或分子跃迁到

低能级受激幅射(不是自发幅射)时发出的光，也可解释为“光受激幅射

后发射加强”。它是由于受激发射的发光放大现象。激光具有单色性

好、方向性强、能量高度集中等特性，因此在军事、工农业生产和科

学研究的很多领域中得到了广泛应用。激光加工就是利用其所具有的

输出光线的高指向性和高能量，进行微小孔及狭缝等的精密加工、切

割、微细焊接等。激光有固体激光、液体激光和气体激光等。目前，

作为加工用的以固体激光为最好。

激光加工具有以下特点：激光加工不需要加工工具，所以不存在

工具损耗问题,很适宜自动化连续操作，可以在大气中进行。功率密度

高，几乎能加工所有的材料，如果是透明材料(如玻璃)，只要采取一些

色化和打毛措施，仍可加工。加工速度快，效率高，热影响区小。因

不需要工具，又能聚焦成极细的光束，所以能加工深而小的微孔和窄

缝(直径可小至几微米，深径比可达10以上)，适合于精微加工。可通

过透明材料(如玻璃)对工件进行加工。

1、激光器

1.1气体激光器

通常用二氧化碳激光器。

二氧化碳激光器的激光管内充有二氧化碳，同时加进一些辅助气

体，这些辅助气体有助于提高激光器输出功率。二氧化碳激光器是目

前气体激光器中连续输出功率最大、能量转换效率最高的一种激光器，

能以大功率连续输出波长10.6的激光，而且方向性、单色性及相干性

好，能聚焦成很小的光斑。缺点是设备体积大，输出瞬时功率小，而

且是看不见的红外光，调整光束位置不方便。

1.2固体激光器

包括红宝石激光器、钇铝石榴石激光器、钕玻璃(掺钕的盐酸玻璃)

激光器等。固体激光器的特点是体轵小，输出能量大，可以打较大较

深的孔;但其能量转换效率低，制造较难,成本高。而二氧化碳激光器则

具有造价低,结构简单,工作效率高，打孔质量好等优点;不足是体积大，

占地面积大。

2、影响激光加工的因素

激光主要用于各种材料的小孔、窄缝等微型加工，虽然也有生产

率和表面粗糙度的要求，但主要是加工精度问题，如孔和窄缝大小、

深度和几何形状等。因工艺对象的最小尺寸只有几十微米，所以加工

误差一般为微米级。为此，除保证光学系统和机械方面精度外，还有

光的特殊影响。

2.1输出功率与照射时间

激光输出功率大，照射时间长，工件所获得能量大。当焦点位置

一定时，激光能量越大，加工孔就大而深，锥度小。照射时间一般为

几分之一至几毫秒。激光能量一定时，照射时间太长会使热量传散到

非加工区;时间太短则因能量密度过大，蚀除物的高温气体喷出，也会

使激光使用效率降低。

2.2焦距与发散角

发散角小的激光束，经短焦距的聚焦物镜以后,在焦面上可以获得

更小的光斑及更高的功率密度。光斑直径小，打的孔也小,且由于功率

密度大，打出的孔不仅深，而且锥度小。

2.3焦点位置

焦点位置低，透过工件表面的光斑面积大，不仅会产生喇叭口，

而且因能量密度减小而影响加工深度。焦点位置太高，同样，工作表

面尖斑大，进入工件后越来越大，甚至无法继续加工。激光的实际焦

点在工件表面或略低于工件表面为宜。

2.4光斑内的能量分布

激光束经聚焦后，在焦面上的光点实际上是一个直径为d的光斑，

光斑内能量分布不均。中心点的光强最大，离开中心点迅速减弱，能

量以焦点为轴心对称分布，这种光束加工出来的孔是正圆形的。若激

光束能量分布不对称，打出的孔也不对称。

2.5激光的多次照射

激光照射一次，加工孔的深度大约是孔径的五倍左右，且锥度较

大。激光多次照射，深度将大大增加，锥度减小，孔径几乎不变。但

是，孔加工到一定深度后，由于孔内壁