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    激光精密加工的應(yīng)用領(lǐng)域介紹

    來源: 時間:2021年2月19日 點(diǎn)擊:1099

    激光自從其誕生以來,?憑借著優(yōu)良的光束特性,在工業(yè)加工領(lǐng)域起著重要的作用,?成為未來制造業(yè)的重要加工手段。隨著高精密加工需求的增加,我國傳統(tǒng)的制造業(yè)正面臨深度的轉(zhuǎn)型升級,相關(guān)的精密加工技術(shù)也隨著快速發(fā)展,其中激光技術(shù)在市場上獲得越來越多的認(rèn)可。 激光精密加工是利用高強(qiáng)度的激光束,通過激光束與加工工件的相對運(yùn)動來實現(xiàn)對加工工件的熱加工。加工的對象范圍廣,幾乎所有的金屬材料和非金屬材料如鋼材、耐熱合金、陶瓷、寶石、玻璃、硬質(zhì)合金及復(fù)合材料都可以加工。激光精密加工可分為四類應(yīng)用,分別是精密切割、精密焊接、精密打孔和表面處理。 激光精密切割 激光精密切割作為近年新興的工藝手段,是把能量密度很高的激光束照射到待加工工件上,利用脈沖激光束聚焦在加工物體表面,使局部受熱熔化,形成一個個高能量密度光斑,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。伴隨著激光器向大功率發(fā)展以及采用高性能的CNC及伺服系統(tǒng),使用高功率的激光切割可獲得高的加工速度,同時減小熱影響區(qū)和熱畸變;其加工特點(diǎn)是速度快,切口光滑平整,一般無需后續(xù)加工;切割熱影響區(qū)小,板材變形?。杭庸ぞ雀撸貜?fù)性好,不損傷材料表面。 與大功率激光切割相比,精密切割一般根據(jù)加工對象采用納秒、皮秒激光,能夠聚焦到超細(xì)微空間區(qū)域,同時具有極高峰值功率和極短的激光脈沖,在加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響,從而做到了加工的“超精細(xì)”。在手機(jī)屏幕切割、指紋識別片、LED隱形劃片等對精密程度要求較高的生產(chǎn)工藝中,激光精密切割技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)勢。 激光精密焊接 激光精密焊接是一種新型的焊接方式,主要針對薄壁材料、精密零件的焊接,它可以將高強(qiáng)度激光束輻射加工產(chǎn)品的工作區(qū)域上,通過激光與材料的相互作用,快速的讓被焊地方形成一個多密度聚集的熱源區(qū),熱能讓被焊物區(qū)域熔化之后冷卻結(jié)晶形成鞏固的焊點(diǎn)或焊縫。可實現(xiàn)點(diǎn)焊、對接焊、疊焊、密封焊等,深寬比高、焊縫寬度小、熱影響區(qū)小、變形小、焊接速度快、焊縫平整、美觀、焊后無需處理或只需簡單處理,焊縫質(zhì)量高,無氣孔,可準(zhǔn)確控制,聚焦光點(diǎn)小,定位精度高,易實現(xiàn)自動化。 在新能源電池領(lǐng)域,隨著新能源汽車的推廣,動力電池的需求持續(xù)高增。激光焊接作為動力電池領(lǐng)域的焊接標(biāo)配,在前段的極耳焊接,中段的底蓋、頂蓋、密封釘?shù)暮附樱蠖蔚碾姵剡B接片、負(fù)極封口焊接等均有廣泛應(yīng)用。而在3C領(lǐng)域,手機(jī)各類模組、中板蓋板等,均離不開激光精密焊接技術(shù)。 激光精密打孔 激光精密打孔特別適合于加工微細(xì)深孔,小孔徑只有幾微米,孔深和孔徑比可大于50。是將光斑直徑縮小到微米級,從而獲得高的激光功率密度,幾乎可以在材料實行激光打孔。具高、成本低、變形小、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。 激光精密打孔不受材料的硬度、剛性、強(qiáng)度和脆性等機(jī)械性能限制,它既適于金屬材料,也適于一般難以加工的非金屬材料,如紅寶石、藍(lán)寶石、陶瓷、人造金剛石和天然金剛石等。由于難加工材料大都具有高強(qiáng)度、高硬度、低熱導(dǎo)率、加工易硬化、化學(xué)親和力強(qiáng)等性質(zhì),因此在切削加工中阻力大、溫度高、工具短,表面粗糙度差、傾斜面上打孔等因素使打孔的難度更大。 激光表面處理 激光表面處理是利用高功率密度的激光束對金屬進(jìn)行表面處理,將聚焦的激光束對零件表面迅速加熱,使材料表層快速升溫相變臨界溫度以上,使內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的奧氏體組織,而材料內(nèi)部仍在相變溫度以下,保持原有的組織狀態(tài)??梢詫饘賹崿F(xiàn)相變硬化、表面非晶化、表面合金化或使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng),從而改變金屬材料的表面特性。其特點(diǎn)是無需使用外加材料,僅改變被處理材料表面層的組織結(jié)構(gòu),被處理件變形極小,適合于表面標(biāo)記和高精度零件處理。 激光表面處理可根據(jù)是否改變基材成分分為兩類。不改變基材成分的應(yīng)用有激光淬火(相變硬化)、激光清洗、激光沖擊硬化和激光極化等,改變基材成分的則包括激光熔覆、激光電鍍、激光合金化和激光氣相沉積等應(yīng)用。

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