激光在機械加工中的應(yīng)用

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2355

    近年來,工業(yè)激光器已成為國外機械加工業(yè)中的重要設(shè)備,廣泛應(yīng)用于切割、鉆孔、韓饑餓和熱處理等工序。采用激光加工不僅容易實現(xiàn)自動化,而且具有較高的經(jīng)濟效益。
    選用激光器通常要根據(jù)被加工材料的性質(zhì)而定,因為不同的材料適宜吸收不同波長的激光束。如金屬材料一般容易吸收波長為1.06μm的激光束,而塑料與陶瓷的復(fù)合物則容易吸收波長為10.6μm的激光束。目前常用的激光器主要有兩種,一種是二氧化碳激光起,另一種是固態(tài)釹-釔鋁石榴石激光器。
    二氧化碳激光器是目前使用最廣泛的激光器,其輸出功率為50~1500W,激光束的波長為10.6μm,主要用于切割、鉆孔和焊接。采用激光切割可在每分鐘7.5m左右的速度下進行,切割寬度僅0.1~0.3mm,這樣,就可以將切割的“熱影響區(qū)”減至最小,而且被切割出輪廓清楚,無毛刺。由于激光鉆孔速度快,因而可解決在易破裂的陶瓷上鉆孔的難題,如在厚0.6mm的陶瓷上鉆直徑1.3mm的空每次僅需0.3S。有的國家已用二氧化碳激光器代替電子束焊接設(shè)備,使用激光焊接可不必像電子束那樣須在真空中進行,因而可簡化工序和降低成本。
    固態(tài)釹-釔鋁石榴石激光進入工業(yè)性應(yīng)用的時間還比較短,其輸出功率為10~400W,激光束波長為1.06μm,容易被金屬材料吸收,目前常用于低功率精密鉆孔和電子工業(yè)中的封焊加工和點焊。
    日本日產(chǎn)汽車公司利用激光處理鋼板表面以提高油漆光澤度已獲成功。這種方法是在對薄鋼板進行噴漆前,用激光束進行表面蝕刻加工,是鋼板表面形成無數(shù)直徑和深度均勻的極微小的空,然后再進行噴漆處理。這樣不僅提高了光澤度,而且油漆不容易脫落。德國大眾汽車采用激光和機器人組合系統(tǒng),加工汽車儀表盤殼體,使用功率為400W的二氧化碳激光起,每年可節(jié)約加工費用60萬美元。德國另一家汽車公司采用二氧化碳激光器焊接鍍鋅鋼板,利用機械可視系統(tǒng)監(jiān)視焊接過程,大大提高了生產(chǎn)效率。美國通用車汽車公司采用功率1000W的二氧化碳激光器切割進排氣管,不僅提高了30%的功效,而且切割質(zhì)量好。福特汽車公司采用了1500W的二氧化碳激光器切割聚氯乙烯復(fù)合材料,效率高,還可自動化操作。意大利菲亞特汽車公司在生產(chǎn)線上安裝了激光-機器人組合系統(tǒng),不僅節(jié)省了勞動力,也加快了生產(chǎn)進程。
    俄羅斯也將激光用于機械加工業(yè)。一家工廠用激光器對牽引機車用的發(fā)動機氣缸體進行淬火取得成功。激光器可在一秒鐘內(nèi)將被處理表面加熱到1000℃,迅速進行淬火,完全避免了加工部位的變形,并使部件表面耐磨性提高了50%。
    由于激光加工的許多優(yōu)點,一些國家還大力發(fā)展新型的激光加工機床,如日本和美國都制造了激光機床。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,激光在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。

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