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《激光切割技術(shù)的應(yīng)用和展望》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、南京理工大學(xué)課程名稱：微納尺度加工技術(shù)學(xué)生姓名：儲(chǔ)曉慧學(xué)號(hào)509010023評(píng)閱人：時(shí)間：20年月日激光切割技術(shù)的應(yīng)用和展望提要：從激光的基本概念，特點(diǎn)及原理進(jìn)行介紹，本文介紹了激光切割的兩種激光器：固體激光器和氣體激光器的原理，主要介紹了激光的高速切割和精細(xì)切割兩工藝，并各工藝進(jìn)行舉例說明，提出問題和解決問題的措施。關(guān)鍵字：激光固體激光器氣體激光器高速切割精細(xì)切割LasercuttingtechnologyandtheprospectsAbstractthepaperintroducesfromthebasic,co
2、ncept,characteristicsandprinciplesofthelaser,andthendescribestwokindsoflasercuttinglaser:principlesofsolid-statelasersandgaslaser,primarilyintroduceshigh-speedlasercuttingandfinecutting,settingeachissue.Atlaster,bringquestionsandsolutionsofproblems.Keywordslaser
3、solid-statelasersgaslaserhigh-speedlasercuttingfinecutting[1]1．前言自從1967年Sullivan和Houldcraft[1]首先提出并實(shí)現(xiàn)用吹氧法進(jìn)行金屬的氣體激光切割以來,激光切割以其切割范圍廣、切割速度高、切縫窄、切割面粗糙度低、熱影響區(qū)小、熱畸變小、加工柔性好、可實(shí)現(xiàn)眾多復(fù)雜零件的切割等優(yōu)點(diǎn)而成為現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中的第一大戶。在美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家,因其汽車工業(yè)的發(fā)達(dá)而使用比例達(dá)以上[2]。2．激光的產(chǎn)生有些原子或離子的高能級(jí)或次高能級(jí)卻有較長(zhǎng)的壽
4、命，這種壽命較長(zhǎng)的較高能級(jí)，稱為亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)[3]，而這些亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的存在時(shí)形成激光的重要條件。某些具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，在一定外來光子能量激發(fā)的條件下，會(huì)吸收光能，使處在較高能級(jí)（亞穩(wěn)態(tài)）的原子（或粒子）數(shù)目大于處于低能級(jí)（基態(tài)）的原子數(shù)目，這種現(xiàn)象稱為“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。在粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，如果有一束光子照射該物體，而光子的能量恰好等于這兩個(gè)能級(jí)對(duì)應(yīng)的能量差，這時(shí)就能產(chǎn)生受激輻射，輸出大量的光能，從而產(chǎn)生激光。自然界中，能量的傳遞有三種方式：自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收。如圖1所示，但只有第（2）種情況才有可能產(chǎn)生
5、激光。3．激光加工的基本設(shè)備激光器：把電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，產(chǎn)生激光束。激光器電源：為激光器提供所需的能量及控制功能。光學(xué)系統(tǒng)：包括激光聚焦系統(tǒng)和和觀察瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，后者能觀察和調(diào)整激光束的焦點(diǎn)位置，并將加工位置顯示在投影儀上。機(jī)械系統(tǒng)：隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前已采用計(jì)算機(jī)來控制工作臺(tái)的移動(dòng)，直線激光加工的數(shù)控操作。４．激光切割常用的激光器[3]固體激光器：一般采用光激勵(lì)，能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)多，光的激勵(lì)能量大部分轉(zhuǎn)化為熱能，所以效率低。如圖固體激光器結(jié)構(gòu)示意圖知，它包括工作物質(zhì)、光泵、玻璃套管和濾光液、冷卻水、聚光器及諧振腔等部分。氣
6、體激光器：一般直接采用電激勵(lì)，其效率高，壽命長(zhǎng)，連續(xù)輸出功率大廣泛用于切割、焊接、熱處理等加工，常用的有二氧化碳激光器、氬離子激光器等。如圖所示二氧化碳激光器主要包括放電管、諧振腔、冷卻系統(tǒng)和激勵(lì)電源等。5.激光切割技術(shù)的應(yīng)用5.1YAG激光高速切割技術(shù)玻璃的割斷特性[4]：有涂層切割由于玻璃是透明體，其表面不經(jīng)處理即可用激光照射，光不被吸收而透過不全引起割斷。因此，有必要在其表面涂上一層介質(zhì)使其吸收能量。切割試驗(yàn)在以下條件下進(jìn)行:激光連續(xù)輸出、準(zhǔn)確聚焦、工作的進(jìn)行速度6.1inrn/s、試樣尺寸15(min)X32(
7、mm)X1.7mtn。從圖可以看出涂層對(duì)割斷的影響，工作臺(tái)的進(jìn)給速度與激光器功率間成線性關(guān)系。直線以下區(qū)域不產(chǎn)生割斷，直線以上區(qū)域的條件下可以產(chǎn)生割斷。由圖可知，若提高進(jìn)給速度為產(chǎn)生割斷則必須提高激光功率。圖顯示從黑到藍(lán)割斷所需功率逐漸變大。這可認(rèn)為與激光的吸收狀態(tài)有關(guān)。在紅色涂層條件下，可能是由于光吸收小而不能實(shí)現(xiàn)割斷。無涂層割斷對(duì)于磨砂玻璃這樣的經(jīng)過研磨的非光滑面的玻璃板，即使不施以涂層也可以進(jìn)行切割。圖3表示了對(duì)試片端部通過研磨進(jìn)行倒角的試件，照射激光后的裂紋狀態(tài)(將觀察結(jié)果進(jìn)行模式圖化)。從圖3可以了解到隨著激
8、光的掃描，裂紋在試片端部瞬時(shí)產(chǎn)生(裂紋的產(chǎn)生過程)，然后跟隨激光束裂紋擴(kuò)展(裂紋的擴(kuò)展過程)。由此實(shí)驗(yàn)可知，割斷是由經(jīng)裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展兩個(gè)過程而完成的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也說明了即使不用表面涂層也可以實(shí)現(xiàn)割斷5.2激光精細(xì)切割技術(shù)血管內(nèi)支架的激光精細(xì)切割技術(shù)[5-6]血管內(nèi)支架放置術(shù)是一種侵入性小的治療方法,而且成功率高、并發(fā)癥低,是動(dòng)
