激光加工技术jiguang jiagong jishulaser processing technology
利用高能量和高定向性的激光束对材料进行加工的技术。激光经聚焦后形成的高能量(107~1011W/cm2)和高方向性光束照射到被加工材料上,使其熔化或气化而达到材料去除、连接、分割或改性的目的。
1960年美国研制出第一台激光器后,激光在材料加工领域迅速得到应用。激光加工主要是打小孔、切割、焊接、表面处理以及测量、动平衡、剥线和刻线等。60年代在0.1mm刀片上打出小孔;70年代除打孔和切割外,又发展了焊接和微细加工;80年代,激光加工机床产量以150台/年的速度迅速增长,同时激光表面改性技术也迅速发展;90年代,激光加工的产值在激光技术应用领域中约占1/3左右。
激光加工技术广泛用于航空、航天、电子、化工、核能和汽车等工业部门。激光打孔直径范围单脉冲为0.004~1.4mm;多脉冲为0.1~10mm,主要用于在航空发动机涡轮叶片、环形燃烧室、喷油嘴、节流元件、层流翼板、金刚石拉丝模、宝石轴承和陶瓷滑环等零件上加工小孔。激光打孔不受材料和力学性能的限制,可加工常规方法难以加工的工件。激光可切割飞机蒙皮、翼肋、大梁、胶接板件、复合材料构件和直升机旋翼桨叶等。切割歼-7机翼条带可提高工效15倍,节约材料25%;切割水平安定面铰接板,每架份节约17.6小时;切割机翼长桁提高工效6倍。激光可用于微电子器件、精密仪表、航空电器及飞机内薄壁管的连接,微型齿轮轴定位,以及真空膜盒和继电器的封焊。封焊效率可提高近20倍。激光可用于齿轮、轴承、凸轮和轴的表面淬火,淬火深度为0.3~0.7mm;用于叶片耐磨部位的表面重熔、局部涂覆高温合金及薄膜厚膜表面涂层;还可用于高速小转子的精密动平衡。
随着激光技术的发展,已研制出准分子激光器,使激光加工由热作用机理转变为激光光子使材料离解的冷作用机理。但目前尚处于研究阶段,只能进行细微的加工。激光加工是一种军民两用技术,将有很大的发展前途。