《特种加工第5版 含 1CD 教学课件 ppt 作者 刘晋春 赵家齐 哈尔滨工大 等编 第五章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《特种加工第5版 含 1CD 教学课件 ppt 作者 刘晋春 赵家齐 哈尔滨工大 等编 第五章（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 激光加工,第一节 激光加工的原理和特点 第二节 激光加工的基本设备 第三节 激光加工工艺及应用,第一节 激光加工的原理和特点,一、激光的产生原理 二、激光的特性 三、激光加工的原理和特点,一、激光的产生原理,(一) 光的物理概念及原子的发光过程 (二) 激光的产生,(一) 光的物理概念及原子的发光过程,1.光的物理概念 2.原子的发光,图5-1 电磁波波谱图,图5-2 氢原子的能级,图5-3 粒子数反转的建立和激光形成,二、激光的特性,(一) 强度高 (二) 单色性好 (三) 相干性好 (四) 方向性好,表5-1 光源亮度比较,三、激光加工的原理和特点,1) 聚焦后，激光加工的功率密度
2、可高达1081010W/cm2，光能转化为热能，几乎可以熔化、气化任何材料。 2) 激光光斑大小可以聚焦到微米级，输出功率可以调节，因此可用以精密微细加工。 3) 加工所用工具是激光束，是非接触加工，所以没有明显的机械力，没有工具损耗问题。 4) 和电子束加工等比较起来，激光加工装置比较简单，不要求复杂的抽真空装置。 5) 激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工，影响因素很多，因此，精微加工时，精度，尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证，必须进行反复试验，寻找合理的参数，才能达到一定的加工要求。 6) 加工中产生的金属气体及火星等飞溅物，要注意通风抽走，操作者应戴防护眼镜。,第二节 激光加工
3、的基本设备,一、激光加工机的组成部分 二、激光加工常用激光器,一、激光加工机的组成部分,(1) 激光器 是激光加工的重要设备，它把电能转变成光能，产生激光束。 (2) 激光器电源 为激光器提供所需要的能量及控制功能。 (3) 光学系统 包括激光聚焦系统和观察瞄准系统，后者能观察和调整激光束的焦点位置，并将加工位置显示在投影仪上。 (4) 机械系统 主要包括床身、能在三坐标范围内移动的工作台及机电控制系统等。,二、激光加工常用激光器,(一) 固体激光器 (二) 气体激光器,(一) 固体激光器,1.固体激光器的基本组成 2.固体激光器的分类,表5-2 常用激光器的性能特点,表5-2 常用激光器的性
4、能特点,图5-4 固体激光器结构示意图 1全反射镜 2工作物质 3玻璃套管 4部分 反射镜 5聚光镜 6氙灯 7电源,图5-5 各种聚光器 1聚光器 2工作物质 3氙灯,2.固体激光器的分类,(1) 红宝石激光器 红宝石是掺有质量分数为0.05%氧化铬的氧化铝晶体，发射=0.6943m的红光，它易于获得相干性好的单模输出，稳定性好。 (2) 钕玻璃激光器 钕玻璃是掺有少量氧化钕(Nd2O3)的非晶体硅酸盐玻璃，钕离子(Nd3+)的质量分数在1%5%左右，吸收光谱较宽，发射=1.06m的红外激光。 (3) 掺钕钇铝石榴石(YAG)激光器 掺钕钇铝石榴石是在钇铝石榴石(Y3Al5O12)晶体中掺以
5、1.5%左右的钕而成。,图5-6 红宝石激光跃迁,图5-7 钕玻璃激光跃迁,(二) 气体激光器,1.二氧化碳激光器 2.氩离子激光器,图5-8 二氧化碳激光器的结构示意图 1反射镜 2电极 3放电管 4冷却水 5反射镜 6红外材料 7电流电源 8全反射镜,图5-9 氩离子激光器 1阳极 2螺线管 3全反射镜 4灯丝 5阴极,第三节 激光加工工艺及应用,一、激光打孔 二、激光切割 三、激光刻蚀打标记,一、激光打孔,1.输出功率与照射时间 2.焦距与发散角 3.焦点位置 4.光斑内的能量分布 5.激光的多次照射 6.工件材料,图5-10 焦点位置与孔的断面形状,图5-11 激光能量分布对打孔质量的影响,图5-13 光管效应示意图,图5-13 光管效应示意图,图5-14 加工面表面粗糙度 对加工深度的影响,表5-3 二氧化碳激光器对金属材料切割的有关数据,表5-3 二氧化碳激光器对金属材料切割的有关数据,表5-4 二氧化碳激光器对非金属材料切割的有关数据,表5-4 二氧化碳激光器对非金属材料切割的有关数据,图5-15 激光刻蚀打标样件的图案,
