激光原理及應(yīng)用陳家璧第二實(shí)用教案

1、7.1 7.1 激光激光(jgung)(jgung)熱加工原理熱加工原理(2) 材料(cilio)的加熱 為了得到加熱階段的溫度分布，必須求解熱傳導(dǎo)微分方程(wi fn fn chn)。對(duì)于各向同性的均勻材料，激光加熱的熱傳導(dǎo)偏微分方程(wi fn fn chn)的一般形式為 tzyxQzTzyTyxTxtTctttl,如果光功率的損耗全部變成熱量，則有 tzyxqtzyxQ,從理論上講，根據(jù)加工時(shí)的各工藝參數(shù)以及初始條件，可以解出加工過(guò)程中激光照射區(qū)的溫度場(chǎng)分布。但實(shí)際加工時(shí)，各方面的因素使熱傳導(dǎo)方程的求解十分困難 簡(jiǎn)化：如果半無(wú)限大（即物體厚度無(wú)限大）物體表面受到均勻的激光垂直照射加熱，被

2、材料表面吸收的光功率密度不隨時(shí)間改變，而且光照時(shí)間足夠長(zhǎng)，以至被吸收的能量、所產(chǎn)生的溫度、導(dǎo)熱和熱輻射之間達(dá)到動(dòng)平衡，此時(shí)圓形激光光斑中心的溫度可以由下式確定 trAPT0, 0第1頁(yè)/共25頁(yè)第一頁(yè)，共26頁(yè)。7.1 7.1 激光激光(jgung)(jgung)熱加工原理熱加工原理(2) 材料(cilio)的加熱 如果光照時(shí)間為有限長(zhǎng)(s)，考察點(diǎn)離開(kāi)表面的距離(cm)也不為零，此時(shí)圓形激光光斑(gungbn)中心軸線上考察點(diǎn)的溫度為 ktrzierfcktzierfcktrAPtzTt222,20220進(jìn)一步假設(shè)照射激光是高斯光束，且入射到表面上的光束有效半徑為，則激光光斑的功率密度可用離

3、開(kāi)中心的距離表示為 220exprSSrqrq持續(xù)加熱得到的光斑中心的溫度最大值為 trSAqT2302, 0 , 0(2) 材料的熔化與汽化 激光功率密度過(guò)高，材料在表面汽化，不在深層熔化；激光功率密度過(guò)低，則能量會(huì)擴(kuò)散到較大的體積內(nèi)，使焦點(diǎn)處熔化的深度很小第2頁(yè)/共25頁(yè)第二頁(yè)，共26頁(yè)。7.1 7.1 激光激光(jgung)(jgung)熱加工原理熱加工原理(4) 激光等離子體(dnglzt)屏蔽現(xiàn)象 如圖7-2所示，為等離子云變化(binhu)的過(guò)程激光作用于靶表面，引發(fā)蒸汽，蒸汽繼續(xù)吸收激光能量，使溫度升高，最后在靶表面產(chǎn)生高溫高密度的等離子體。等離子體迅速向外膨脹，在此過(guò)程中繼續(xù)吸

4、收入射激光，阻止激光到達(dá)靶面，切斷了激光與靶的能量耦合。圖7-2 等離子云變化的過(guò)程第3頁(yè)/共25頁(yè)第三頁(yè)，共26頁(yè)。1.激光淬火技術(shù)，又稱(chēng)激光相變硬化，它利用聚焦后的激光束照射到鋼鐵材料表面，使其溫度迅速升到相變點(diǎn)以上。當(dāng)激光移開(kāi)后，由于仍處于低溫的內(nèi)層材料的快速導(dǎo)熱作用，使表層(biocng)快速冷卻到馬氏體相變點(diǎn)以下，獲得淬硬層。 7.2.1 7.2.1 激光激光(jgung)(jgung)淬火技術(shù)的原理與應(yīng)用淬火技術(shù)的原理與應(yīng)用2.圖7-3 為一臺(tái)柔性激光加工系統(tǒng)(xtng)的示意圖。它通過(guò)五維運(yùn)動(dòng)的工作頭把激光照射到被加工的表面，在計(jì)算機(jī)控制下直接掃描被加工表面完成激光淬火圖7-3

5、柔性激光加工系統(tǒng)示意圖3. 激光淬火可以使工件表層0.1到1.0mm范圍內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生明顯變化。圖7-4所示為45鋼表面激光淬火區(qū)橫截面金相組織圖圖7-4 鋼表面激光淬火區(qū)橫截面金相組織圖第4頁(yè)/共25頁(yè)第四頁(yè)，共26頁(yè)。4.圖7-5所示為該淬火區(qū)顯微硬度沿深度方向(fngxing)的分布曲線7.2.1 7.2.1 激光淬火技術(shù)的原理激光淬火技術(shù)的原理(yunl)(yunl)與應(yīng)用與應(yīng)用圖7-5該淬火區(qū)顯微硬度沿深度方向(fngxing)的分布曲線圖5.依據(jù)激光器的特點(diǎn)不同，激光淬火可分為CO2激光淬火和因素YAG激光淬火。但兩者中影響淬硬性能的主要基本相同1) 材料成分：是通過(guò)材料的

6、淬硬性和淬透性來(lái)影響激光淬硬層深度與硬度的。一般說(shuō)來(lái)，隨著鋼中含碳量的增加，淬火后馬氏體的含量也增加，激光淬硬層的顯微硬度也就越高，如圖7-6所示。 圖7-6 基材含碳量與激光淬火層顯微硬度的關(guān)系第5頁(yè)/共25頁(yè)第五頁(yè)，共26頁(yè)。7.2.1 7.2.1 激光激光(jgung)(jgung)淬火技術(shù)的原理與應(yīng)用淬火技術(shù)的原理與應(yīng)用5.依據(jù)激光(jgung)器的特點(diǎn)不同，激光(jgung)淬火可分為CO2激光(jgung)淬火和因素YAG激光(jgung)淬火。但兩者中影響淬硬性能的主要基本相同2) 激光工藝參數(shù)：激光淬火層的寬度主要決定于光斑直徑(zhjng)；淬硬層深度由激光功率、光斑直徑(z

7、hjng)和掃描速度共同決定；描述激光淬火的另一個(gè)重要工藝參數(shù)為功率密度，即單位面積注入工件表面的激光功率。為了使材料表面不熔化，激光淬火的功率密度通常低于104Wcm2，一般為1000-6000Wcm2。 3)表面預(yù)處理狀態(tài)：一是表面組織淮備，即通過(guò)調(diào)質(zhì)處理等手段使鋼鐵材料表面具有較細(xì)的表面組織，以便保證激光淬火時(shí)組織與性能的均勻、穩(wěn)定。如圖7-7為原始組織及掃描速度對(duì)激光淬硬層深度的影響；二是表面“黑化”處理，以便提高鋼鐵表面對(duì)激光束的吸收率。 圖7-7 原始組織及掃描速度對(duì)激光淬硬層深度的影響第6頁(yè)/共25頁(yè)第六頁(yè)，共26頁(yè)。7.2.2 7.2.2 激光激光(jgung)(jgung)表

8、面熔凝技術(shù)表面熔凝技術(shù)1.用激光束將表面熔化而不加任何合金元素(yun s)，以達(dá)到表面組織改善的目的。與激光淬火工藝相比，激光熔凝處理的關(guān)鍵是使材料表面經(jīng)歷了一個(gè)快速熔化一凝固過(guò)程，所獲得的熔凝層為鑄態(tài)組織。工件橫截面沿深度方向的組織依次為：熔凝層、相變硬化層、熱影響區(qū)和基材，如圖7-9所示。 圖7-9 激光(jgung)熔凝處理后橫截面組織示意圖2.圖7-10給出了激光熔凝處理后，T10鋼表面顯微硬度沿深度方向的分布。 圖7-10 T10鋼激光熔凝層顯微硬度沿淬硬層深度的分布第7頁(yè)/共25頁(yè)第七頁(yè)，共26頁(yè)。7.2.3 7.2.3 激光激光(jgung)(jgung)熔覆技術(shù)熔覆技術(shù)1.激

9、光熔覆(Laser Cladding)技術(shù)(jsh)亦稱(chēng)激光包覆、激光涂覆、激光熔敷，是一種新的表面改性技術(shù)(jsh)。它通過(guò)在基材表面添加熔覆材料，利用高功率密度的激光束使之與基材表面一起熔凝的方法，在基材表面形成與其為冶金結(jié)合的添料熔覆層，以改善其表面性能的工藝。 2.激光(jgung)熔覆技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)圖7-11 同步送料法激光熔覆示意圖3.激光熔覆工藝依據(jù)材料的添加方式不同，分為預(yù)置涂層法和同步送料法。 4.同步送料法指在激光束照射基材的同時(shí)，將待熔覆的材料送入激光熔池，經(jīng)熔融、冷凝后形成熔覆層的工藝過(guò)程。激光熔覆材料包括金屬、陶瓷或者金屬陶瓷，材料的形式可以是粉末、絲材或者板材，工

10、藝過(guò)程如圖7-11所示。 。 第8頁(yè)/共25頁(yè)第八頁(yè)，共26頁(yè)。7.2.3 7.2.3 激光激光(jgung)(jgung)熔覆技術(shù)熔覆技術(shù)5.評(píng)價(jià)激光熔覆層質(zhì)量(zhling)的主要指標(biāo)為：熔覆層厚度、寬度、形狀系數(shù)(寬度厚度)、稀釋率、硬度及其沿深度分布、基板的熱影響區(qū)深度及變形程度等。典型熔覆層的截面示意圖見(jiàn)圖7-12 圖7-12 熔覆層的截面(jimin)示意圖6.激光熔覆層的寬度主要決定于光斑直徑；而激光熔覆層的厚度與送粉量、掃描速度、功率密度等參數(shù)密切相關(guān)。 7.常用激光熔覆材料包括鎳基、鐵基、鉆基、銅基自熔合金、以及上述合金與碳化物(WC、TiC、SiC等)，顆粒組成的金屬陶瓷復(fù)

11、合粉末以及Al203、ZrO2等陶瓷材料。常用的基材包括鋼鐵、鋁合金、銅合金、鎳合金和鈦合金等。 第9頁(yè)/共25頁(yè)第九頁(yè)，共26頁(yè)。1.激光打孔原理：激光打孔機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括激光器、加工(ji gng)頭、冷卻系統(tǒng)、數(shù)控裝置和操作面盤(pán)（圖7-13）。加工(ji gng)頭將激光束聚焦在材料上需加工(ji gng)孔的位置，適當(dāng)選擇各加工(ji gng)參數(shù)，激光器發(fā)出光脈沖就可以加工(ji gng)出需要的孔。 7.3.1 7.3.1 激光激光(jgung)(jgung)打孔打孔圖7-13 激光打孔機(jī)的基本(jbn)結(jié)構(gòu)示意圖2.激光打孔時(shí)材料的去除主要與激光作用區(qū)內(nèi)物質(zhì)的破壞及破壞產(chǎn)物的運(yùn)動(dòng)

12、有關(guān)。嚴(yán)格分析激光打孔的成因需要解決激光打孔時(shí)產(chǎn)生的蒸氣和粘性液體沿孔壁流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，這里只根據(jù)一些實(shí)驗(yàn)關(guān)系，建立一個(gè)唯象的描述對(duì)激光打孔的激光束幾何參數(shù)和總能量與孔的深度和孔徑之間的關(guān)系進(jìn)行估算 第10頁(yè)/共25頁(yè)第十頁(yè)，共26頁(yè)。7.3.1 7.3.1 激光激光(jgung)(jgung)打孔打孔圖7-14 激光打孔幾何(j h)原理簡(jiǎn)圖 2. 激光打孔的激光束幾何參數(shù)和總能量(nngling)與孔的深度和孔徑之間的關(guān)系進(jìn)行估算。如圖7-14的激光打孔原理簡(jiǎn)圖 如果在t時(shí)刻孔的底面半徑為r(t)，孔深為h(t)，則有 thtgrtr0考慮材料從孔底蒸發(fā)，而熔化的液體從孔壁流走，t時(shí)刻的

13、能量守衡方程為 drthtrLdhtrLdttPMB22當(dāng) 時(shí)，可以近似解出用激光加工的總能量表示的孔深度和孔徑為 0)(rth31223MBLLtgEh3123MBLLEtghtgr第11頁(yè)/共25頁(yè)第十一頁(yè)，共26頁(yè)。7.3.1 7.3.1 激光激光(jgung)(jgung)打孔打孔圖7-14離焦量對(duì)打孔(d kn)質(zhì)量的影響3. 激光(jgung)打孔工藝參數(shù)的影響 脈沖寬度對(duì)打孔的影響 ：脈沖寬度對(duì)打孔深度、孔徑、孔形的影響較大。窄脈沖能夠得到較深而且較大的孔；寬脈沖不僅使孔深度、孔徑變小，而且使孔的表面粗糙度變大，尺寸精度下降。 激光打孔中離焦量對(duì)打孔的影響當(dāng)激光聚焦于材料上表面時(shí)

14、，打出的孔比較深，錐度較小。在焦點(diǎn)處于表面下某一位置時(shí)相同條件下打出的孔最深；而過(guò)分的入焦和離焦都會(huì)使得激光功率密度大大降低，以至打成盲孔（圖7-15）。 第12頁(yè)/共25頁(yè)第十二頁(yè)，共26頁(yè)。7.3.1 7.3.1 激光激光(jgung)(jgung)打孔打孔3. 激光打孔工藝(gngy)參數(shù)的影響 被加工材料對(duì)打孔(d kn)的影響 脈沖激光的重復(fù)頻率對(duì)打孔的影響用調(diào)Q方法取得巨脈沖時(shí)，脈沖的平均功率基本不變，脈寬也不變，重復(fù)頻率越高，脈沖的峰值功率越小，單脈沖的能量也越小。這樣打出的孔深度要減小。 材料對(duì)激光的吸收率直接影響到打孔的效率。由于不同材料對(duì)不同激光波長(zhǎng)有不同的吸收率，必須根據(jù)

15、所加工的材料性質(zhì)選擇激光器。 4.應(yīng)用實(shí)例：用激光加工系統(tǒng)打薄板篩孔 圖7-15 薄板打孔效果圖第13頁(yè)/共25頁(yè)第十三頁(yè)，共26頁(yè)。7.3.2 7.3.2 激光激光(jgung)(jgung)切割切割1. 激光切割(qig)的原理與特點(diǎn) 切割過(guò)程中激光光束聚焦成很小的光點(diǎn)（最小直徑可小于0.1mm）使焦點(diǎn)處達(dá)到很高功率密度（可超過(guò)106W/cm2）。如圖7-17所示為激光切割頭的結(jié)構(gòu)(jigu)，除了透鏡以外它還有一個(gè)噴出輔助氣體流的同軸噴嘴。 2. 激光切割的特點(diǎn)圖7-15 激光切割頭的結(jié)構(gòu)示意圖3. 激光切割分類(lèi)及其機(jī)理 汽化切割:工件在激光作用下快速加熱至沸點(diǎn)，部分材料化作蒸汽逸去，部

16、分材料為噴出物從切割縫底部吹走。這種切割機(jī)制所需激光功率密度一般為108/cm2左右，是無(wú)熔化材料的切割方式 熔化切割: 激光將工件加熱至熔化狀態(tài)，與光束同軸的氬、氦、氮等輔助氣流將熔化材料從切縫中吹掉。熔化切割所需的激光功率密度一般為107/cm2左右 氧助熔化切割: 金屬被激光迅速加熱至燃點(diǎn)以上，與氧發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)（即燃燒），放出大量的熱，又加熱下一層金屬，金屬被繼續(xù)氧化，并借助氣體壓力將氧化物從切縫中吹掉。 第14頁(yè)/共25頁(yè)第十四頁(yè)，共26頁(yè)。7.3.2 7.3.2 激光激光(jgung)(jgung)切割切割4. 激光切割(qig)的工藝參數(shù)及其規(guī)律 激光功率: 激光切割時(shí)所需功

17、率的大小(dxio)，是由材料性質(zhì)和切割機(jī)理決定的。 切割速度: 在一定功率條件下，板厚越大，切割速度越小。切割速度對(duì)切口表面粗糙度也有較大影響。 噴嘴：噴嘴是影響激光切割質(zhì)量和效率的個(gè)重要部件。激光切割一般采用同軸(氣流與光軸同心)噴嘴，噴嘴出口直徑大小應(yīng)依據(jù)板厚加以選擇。另外，噴嘴到工件表面的距離對(duì)切割質(zhì)量也有較大影響，為了保證切割過(guò)程穩(wěn)定，這個(gè)距離必須保持不變。 氣體的壓力：在功率和切割材料板厚一定時(shí)，有一最佳切割氣體流量，這時(shí)切割速度最快。隨著激光功率的增加，切割氣體的最佳流量是增大的。 光束在質(zhì)量、透鏡焦距和離焦量：激光器輸出光束的模式為基橫模時(shí)對(duì)激光切割最為有利。光斑大小與聚焦透鏡

18、的焦距成正比。短焦距的透鏡雖然可以得到較小光斑，但焦深很小。離焦量對(duì)切割速度和切割深度影響較大，切割過(guò)程中必須保持不變，一般離焦量選用負(fù)值，即焦點(diǎn)位置置于切割板面下面某一點(diǎn)。 第15頁(yè)/共25頁(yè)第十五頁(yè)，共26頁(yè)。7.3.2 7.3.2 激光激光(jgung)(jgung)切割切割5.工業(yè)材料(cilio)的激光切割 金屬材料的激光切割:二氧化碳激光器成功的用于許多金屬的切割實(shí)踐；利用氧助熔化切割方法切割碳鋼板的切縫可控制在滿(mǎn)意的寬度(kund)范圍內(nèi) ；大多數(shù)合金結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼都能夠用激光切割方法得到良好的切邊質(zhì)量 ；鋁及鋁合金不能用氧助熔化切割而要熔化切割機(jī)制 ；飛機(jī)制造業(yè)常用的鈦及鈦

19、合金采用空氣作為輔助氣體比較穩(wěn)妥，可以確保切割質(zhì)量；大多數(shù)鎳基合金也可實(shí)施氧助熔化切割；銅及銅合金反射率太高，基本上不能用10.6的二氧化碳激光進(jìn)行切割。 非金屬材料的激光切割：塑料、橡膠、木材、紙制品、皮革、天然織物及其它有機(jī)材料都可以用激光進(jìn)行切割，但是木材的厚度需有所限制。無(wú)機(jī)材料中石英和陶瓷可以用激光進(jìn)行切割，后者宜用控制斷裂切割且不可使用高功率。玻璃和石頭一般不宜用激光切割。 第16頁(yè)/共25頁(yè)第十六頁(yè)，共26頁(yè)。1. 激光焊接是一種材料連接，主要(zhyo)是金屬材料之間連接的技術(shù)。它和傳統(tǒng)的焊接技術(shù)一樣，通過(guò)將材料連接區(qū)的部分熔化而將兩個(gè)零件或部件連接起來(lái)。 圖7-19 陰極芯的

20、激光(jgung)焊接設(shè)備原理圖 1:光束分束器；2:聚焦透鏡；3：陰極芯2.激光(jgung)焊接相對(duì)于傳統(tǒng)方式的優(yōu)點(diǎn)： 1）用激光很容易對(duì)一些普通焊接技術(shù)難以加工的如脆性大、硬度高或柔軟性強(qiáng)的材料實(shí)施焊接。 2）在激光焊接過(guò)程中無(wú)機(jī)械接觸,易保證焊接部位不因熱壓縮而發(fā)生變形 3）激光束易于控制的特點(diǎn)使得焊接工作能夠更方便的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。 3. 圖7-19所示為一種顯象管陰極芯的激光焊接設(shè)備原理 4. 激光焊接主要有熱導(dǎo)焊和深熔焊兩種。熱導(dǎo)焊采用的激光功率為105w/cm2 左右，是靠熱傳導(dǎo)進(jìn)行焊接的，焊縫深度小于2.5mm，焊縫的深寬比最大為3：1。深熔焊采用的功率密度在106107

21、w/cm2 之間，焊縫的深寬比最大可達(dá)12：1 第17頁(yè)/共25頁(yè)第十七頁(yè)，共26頁(yè)。7.4.1 7.4.1 激光激光(jgung)(jgung)熱導(dǎo)焊熱導(dǎo)焊1. 激光(jgung)熱導(dǎo)焊熱導(dǎo)焊時(shí)，激光輻射能量作用于材料表面(biomin)，激光輻射能在表面(biomin)轉(zhuǎn)化為熱量。表面(biomin)熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，使材料熔化，在兩材料連接區(qū)的部分形成溶池。溶池隨著激光束一道向前運(yùn)動(dòng)，溶池中的熔融金屬并不會(huì)向前運(yùn)動(dòng)。在激光束向前運(yùn)動(dòng)后，溶池中的熔融金屬隨之凝固，形成連接兩塊材料的焊縫。 2. 激光熱導(dǎo)焊的工藝及部分參數(shù) 激光熱導(dǎo)焊的連接形式：片狀工件的焊接形式有對(duì)焊、端焊、中心穿

22、透熔化焊等 激光功率密度：如激光功率密度低則熔深淺、焊接速度慢。圖720是熱導(dǎo)焊接不銹鋼時(shí)熔化深度、掃描速度與激光功率密度的關(guān)系 圖7-20 激光熱導(dǎo)焊焊接不銹鋼時(shí)功率與焊接速度、熔化深度的關(guān)系第18頁(yè)/共25頁(yè)第十八頁(yè)，共26頁(yè)。7.4.1 7.4.1 激光激光(jgung)(jgung)熱導(dǎo)焊熱導(dǎo)焊2. 激光熱導(dǎo)焊的工藝(gngy)及部分參數(shù)脈沖激光熱導(dǎo)焊的脈沖寬度：脈沖寬度影響到焊接熔深，熱影響區(qū)的寬度等焊接的質(zhì)量(zhling)要求。脈寬時(shí)間長(zhǎng)，焊接熔深熱影響區(qū)都大，反之則小。因此，要根據(jù)激光功率的大小，要求的焊接熔深和熱影響區(qū)的寬度大小來(lái)適當(dāng)選擇脈沖寬度。 離焦量對(duì)焊接質(zhì)量的影響：因

23、為焦點(diǎn)處激光光斑中心的光功率密度過(guò)高，激光熱導(dǎo)焊通常需要一定的離焦量，使得光功率分布相對(duì)均勻。離焦方式有兩種，焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。在實(shí)際應(yīng)用中，要求熔深較大時(shí)采用負(fù)離焦，焊接薄材料時(shí)宜用正離焦。此外離焦量還直接影響到焊逢的寬度。 脈沖激光熱導(dǎo)焊的脈沖波形：激光熱導(dǎo)焊也可以用脈沖激光來(lái)完成，其脈沖波形對(duì)于焊接質(zhì)量也有很大的影響。焊接銅、鋁、金、銀等高反射率的材料，為了突破高反射率的屏障，使金屬瞬間熔化把反射率降低下來(lái)，實(shí)現(xiàn)后續(xù)的熱導(dǎo)焊過(guò)程，需要脈沖帶有一個(gè)前置的尖峰。而對(duì)于鐵、鎳、鉬鈦等黑色金屬，表面反射率較低，應(yīng)采用較為平坦或平頂?shù)牟ㄐ?。?9頁(yè)/共25頁(yè)第十九頁(yè)，共26

24、頁(yè)。7.4.2 7.4.2 激光激光(jgung)(jgung)深熔焊深熔焊1. 激光(jgung)深熔焊的原理當(dāng)激光功率密度達(dá)到106107Wcm2時(shí)，功率輸入遠(yuǎn)大于熱傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射散熱的速率，材料(cilio)表面發(fā)生汽化而形成匙孔，孔內(nèi)金屬蒸汽壓力與四周液體的靜力和表面張力形成動(dòng)態(tài)平衡，激光可以通過(guò)孔中直射到孔底。 2. 激光深熔焊工藝參數(shù) 臨界功率密度：深熔焊時(shí)，功率密度必須大于某一數(shù)值，才能引起小孔效應(yīng)。這一數(shù)值，稱(chēng)為臨界功率密度。不同材料具有不同的臨界功率密度的大小。因此決定了各種材料進(jìn)行激光深熔焊的難易程度。 激光深熔焊的熔深 ：激光深熔焊熔深與激光輸出功率密度密切相關(guān)，也是功

25、率和光斑直徑的函數(shù)。在一定的激光功率下，提高焊接速度，熱輸入下降，焊接熔深減少。對(duì)于給定的激光功率等條件，存在一維持深熔焊接的最小焊接速度。 3. 激光焊接過(guò)程中的幾種效應(yīng) (1) 深熔焊焊接過(guò)程中的等離子體（2） 壁聚焦效應(yīng)（3）凈化效應(yīng)4. 激光焊的優(yōu)點(diǎn) 第20頁(yè)/共25頁(yè)第二十頁(yè)，共26頁(yè)。1. 快速(kui s)成型技術(shù)的基本工作原理是離散、堆積。 圖7-22 立體(lt)光造型技術(shù)的原理示意圖7.5.1 7.5.1 激光快速成型技術(shù)的原理激光快速成型技術(shù)的原理(yunl)(yunl)及主要優(yōu)點(diǎn)及主要優(yōu)點(diǎn)2.由于快速成型技術(shù)(包括激光快速成型技術(shù))僅在需要增加材料的地方加上材料，所以從

26、設(shè)計(jì)到制造自動(dòng)化，從知識(shí)獲取到計(jì)算機(jī)處理，從計(jì)劃到接口、通訊等方面來(lái)看，非常適合于CIM、CAD及CAM，同傳統(tǒng)的制造方法相比較，顯示出諸多優(yōu)點(diǎn)。 快速性、適合成型復(fù)雜零件、高度柔性、高度集成化7.5.2 7.5.2 激光快速成型技術(shù)激光快速成型技術(shù)1立體光造型技術(shù) 立體光造型技術(shù)的原理如圖7-22所示，是典型的逐層制造法。 第21頁(yè)/共25頁(yè)第二十一頁(yè)，共26頁(yè)。圖7-23 選擇性激光燒結(jié)(shoji)技術(shù)基本原理示意圖7.5.2 7.5.2 激光激光(jgung)(jgung)快速成型技術(shù)快速成型技術(shù)2選擇性激光選擇性激光(jgung)燒結(jié)燒結(jié)技術(shù)技術(shù)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)與立體光造型技術(shù)很相似，也是用激光束來(lái)掃描各原材料，但用粉末物質(zhì)代替了液態(tài)光聚合物。選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的基本原理見(jiàn)圖7-23所示。 第22頁(yè)/共25頁(yè)第二十二頁(yè)，共26頁(yè)。圖7-24 激光熔覆成型技術(shù)(jsh)原理示意圖7.5.2 7.5.2 激光激光(jgung)(jgung)快速成型技術(shù)快速成型技術(shù)3激光熔覆成型激光熔覆成型(chngxng)技術(shù)技術(shù) 激光熔覆成型技術(shù)原理圖如圖7-24所示，目前用此法制造出復(fù)雜截面變換器的零件外形的誤差在0.5mm以?xún)?nèi)（圖7-25）。 圖