工程材料的激光加工开放实验优秀PPT.ppt
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1、工程材料的激光加工开放实验你现在浏览的是第一页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工2主要内容主要内容一、激光加工技术简介及发展情况一、激光加工技术简介及发展情况二、实验目的和要求二、实验目的和要求二、实验目的和要求二、实验目的和要求三、实验原理三、实验原理三、实验原理三、实验原理 四、实验设备四、实验设备四、实验设备四、实验设备五、实验内容与步骤五、实验内容与步骤六、实验注意事项六、实验注意事项六、实验注意事项六、实验注意事项七、实验报告要求七、实验报告要求你现在浏览的是第二页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工3一、激光加工技术简介及发展情况一、激光加工技术简介及发展
2、情况1 1、激光技术发展简史、激光技术发展简史、激光技术发展简史、激光技术发展简史 19601960年年年年:梅曼(梅曼(梅曼(梅曼(T.MAIMAN)T.MAIMAN)第一台红宝石激光器第一台红宝石激光器第一台红宝石激光器第一台红宝石激光器;19611961年年年年:德诺凡德诺凡德诺凡德诺凡(俄俄俄俄)第一台气体激光器第一台气体激光器第一台气体激光器第一台气体激光器(He-Ne);(He-Ne);19621962年年年年:第一台半导体激光器第一台半导体激光器第一台半导体激光器第一台半导体激光器;19641964年年年年:帕特尔帕特尔帕特尔帕特尔(C.Patel)(C.Patel)第一台第一台
3、第一台第一台COCO2 2激光器激光器激光器激光器;19651965年年年年:贝尔实验室第一台贝尔实验室第一台贝尔实验室第一台贝尔实验室第一台YAGYAG激光器激光器激光器激光器;19711971年年年年:第一台商用第一台商用第一台商用第一台商用1kW1kW的的的的COCO2 2激光器激光器激光器激光器;1971198019711980年年年年:开展激光切割、焊接、表面处理等激光加工开展激光切割、焊接、表面处理等激光加工开展激光切割、焊接、表面处理等激光加工开展激光切割、焊接、表面处理等激光加工技术的研究与开发。技术的研究与开发。技术的研究与开发。技术的研究与开发。你现在浏览的是第三页,共46
4、页2022/10/18工程材料的激光加工42 2、工业激光器的市场分布、工业激光器的市场分布、工业激光器的市场分布、工业激光器的市场分布激光器制造商:激光器制造商:美国:美国:美国:美国:PRCPRCPRAMAPRAMA德国:德国:德国:德国:HAASHAASTRUMPFTRUMPFROFIN-SINARROFIN-SINAR英国:英国:英国:英国:LUMONICSLUMONICS日本:川崎重工日本:川崎重工日本:川崎重工日本:川崎重工东芝东芝东芝东芝 中国:武汉华工激光、武汉金石凯、沈阳大陆、武汉团结中国:武汉华工激光、武汉金石凯、沈阳大陆、武汉团结中国:武汉华工激光、武汉金石凯、沈阳大陆、
5、武汉团结中国:武汉华工激光、武汉金石凯、沈阳大陆、武汉团结你现在浏览的是第四页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工53 3、激光加工特点、激光加工特点、激光加工特点、激光加工特点(1 1 1 1)激光加工不需要工具,无工具损耗、更换等问题)激光加工不需要工具,无工具损耗、更换等问题)激光加工不需要工具,无工具损耗、更换等问题)激光加工不需要工具,无工具损耗、更换等问题(2 2 2 2)工件无受力变形,易保证加工精度)工件无受力变形,易保证加工精度)工件无受力变形,易保证加工精度)工件无受力变形,易保证加工精度(3 3 3 3)几乎能加工所有的金属和非金属材料)几乎能加工所有的金属和
6、非金属材料)几乎能加工所有的金属和非金属材料)几乎能加工所有的金属和非金属材料(4 4 4 4)加工速度快,效率高,热影响区小)加工速度快,效率高,热影响区小)加工速度快,效率高,热影响区小)加工速度快,效率高,热影响区小(5 5 5 5)能进行精细加工)能进行精细加工)能进行精细加工)能进行精细加工(6 6 6 6)能够透过惰性气体、空气或透明介质等进行加工)能够透过惰性气体、空气或透明介质等进行加工)能够透过惰性气体、空气或透明介质等进行加工)能够透过惰性气体、空气或透明介质等进行加工你现在浏览的是第五页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工6各种加工方法的应用比例各种加工方法的
7、应用比例激光加工技术应用激光加工技术应用你现在浏览的是第六页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工7激光加工技术在汽车中的应用激光加工技术在汽车中的应用返回你现在浏览的是第七页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工8二、实验目的和要求二、实验目的和要求 1 1、了解工程材料激光加工的基本原理和工艺过程;、了解工程材料激光加工的基本原理和工艺过程;、了解工程材料激光加工的基本原理和工艺过程;、了解工程材料激光加工的基本原理和工艺过程;2 2、了解激光加工设备的基本组成;、了解激光加工设备的基本组成;、了解激光加工设备的基本组成;、了解激光加工设备的基本组成;3 3、通通通通过
8、过过过具具具具体体体体的的的的板板板板料料料料激激激激光光光光加加加加工工工工(切切切切割割割割、焊焊焊焊接接接接等等等等),使使使使学学学学生生生生了了了了解解解解基基基基本本本本概概概概念念念念,工工工工艺艺艺艺特特特特点点点点,以以以以及及及及在在在在工工工工业业业业生生生生产产产产中中中中的的的的具具具具体体体体应用。应用。应用。应用。返回你现在浏览的是第八页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工9激光加工是一种利用光能进行加工的方法。激光加工是一种利用光能进行加工的方法。激光是一种能量密度高、方向性强、单色性好的相干光。激光是一种能量密度高、方向性强、单色性好的相干光。三、
9、实验原理三、实验原理你现在浏览的是第九页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工10 通通通通过过过过光光光光学学学学系系系系统统统统将将将将激激激激光光光光束束束束聚聚聚聚焦焦焦焦成成成成尺尺尺尺寸寸寸寸与与与与光光光光波波波波波波波波长长长长相相相相近近近近的的的的极极极极小小小小光光光光斑斑斑斑,焦焦焦焦点点点点处处处处的的的的能能能能量量量量密密密密度度度度可可可可达达达达10107 710101111W/cmW/cm2 2,温温温温度度度度可可可可高高高高达达达达1 1万万万万,从从从从而而而而使使使使任任任任何何何何材材材材料料料料均均均均在在在在瞬瞬瞬瞬时时时时(1010
10、3 3s s)被被被被急急急急剧剧剧剧熔熔熔熔化化化化乃乃乃乃至至至至汽汽汽汽化化化化。在在在在不不不不同同同同的的的的功功功功率率率率密密密密度度度度等等等等条条条条件件件件下下下下,材材材材料料料料表表表表面面面面区区区区域域域域发发发发生生生生各各各各种种种种不不不不同同同同的的的的变变变变化化化化。这这这这种种种种变变变变化化化化包包包包括括括括温温温温度度度度升升升升高高高高、熔熔熔熔化化化化、汽汽汽汽化化化化、形形形形成成成成小小小小孔孔孔孔等等等等。熔熔熔熔化化化化的的的的金金金金属属属属在在在在保保保保护护护护气气气气体体体体作作作作用用用用下下下下结结结结晶晶晶晶凝凝凝凝固固
11、固固形形形形成成成成焊焊焊焊缝缝缝缝;汽汽汽汽化化化化后后后后的的的的金金金金属属属属蒸蒸蒸蒸气气气气在在在在辅辅辅辅助助助助气气气气体体体体的的的的吹吹吹吹力力力力作作作作用用用用下下下下而而而而离离离离开开开开被被被被加加加加工工工工表表表表面面面面形形形形成成成成割割割割缝缝缝缝或或或或孔孔孔孔洞洞洞洞。如如如如果果果果加加加加工工工工过过过过程程程程中中中中加加加加入入入入一一一一定定定定的的的的粉粉粉粉末末末末材材材材料料料料,使使使使其其其其和和和和被被被被加加加加工工工工工工工工件件件件表表表表面面面面部部部部分分分分材材材材料料料料熔熔熔熔合合合合在在在在一一一一起起起起,就就
12、就就可以得到高性能的熔覆层。可以得到高性能的熔覆层。可以得到高性能的熔覆层。可以得到高性能的熔覆层。你现在浏览的是第十页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工11激光切割激光切割激光焊接激光焊接激光表面处理激光表面处理激光雕刻激光雕刻激光打孔激光打孔激光快速成型激光快速成型各种加工方法的适用范围各种加工方法的适用范围你现在浏览的是第十一页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工12(1 1)激光焊接)激光焊接 激光束焊接是以聚集的激光束作为能源的特种激光束焊接是以聚集的激光束作为能源的特种激光束焊接是以聚集的激光束作为能源的特种激光束焊接是以聚集的激光束作为能源的特种熔化焊接
13、方法。熔化焊接方法。熔化焊接方法。熔化焊接方法。激光束经聚焦后,能量更为集中,能量密度可激光束经聚焦后,能量更为集中,能量密度可激光束经聚焦后,能量更为集中,能量密度可激光束经聚焦后,能量更为集中,能量密度可达达达达10105 510107 7W/cmW/cm2。如将焦点调节到焊件结合处,。如将焦点调节到焊件结合处,。如将焦点调节到焊件结合处,。如将焦点调节到焊件结合处,光能迅速转换成热能,使金属瞬间熔化,冷却光能迅速转换成热能,使金属瞬间熔化,冷却光能迅速转换成热能,使金属瞬间熔化,冷却光能迅速转换成热能,使金属瞬间熔化,冷却凝固后成为焊缝。凝固后成为焊缝。凝固后成为焊缝。凝固后成为焊缝。你
14、现在浏览的是第十二页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工13热导焊接热导焊接深熔焊接深熔焊接热导焊焊缝热导焊焊缝深熔焊焊缝深熔焊焊缝 你现在浏览的是第十三页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工14金属材料的激光焊接金属材料的激光焊接 你现在浏览的是第十四页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工15激激光光焊焊接接应应用用举举例例你现在浏览的是第十五页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工16首饰焊接样品手机壳体焊接你现在浏览的是第十六页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工17(2 2)激光切割)激光切割 激激激激 光光光光 切切切切 割割
15、割割 是是是是 利利利利 用用用用 聚聚聚聚 焦焦焦焦 以以以以 后后后后 的的的的 高高高高 功功功功 率率率率 密密密密 度度度度(10105 510107 7W/cm2 2)激激激激光光光光束束束束连连连连续续续续照照照照射射射射工工工工件件件件,光光光光束束束束能能能能量量量量以以以以及及及及活活活活性性性性气气气气体体体体辅辅辅辅助助助助切切切切割割割割过过过过程程程程附附附附加加加加的的的的化化化化学学学学反反反反应应应应热热热热能能能能均均均均被被被被材材材材料料料料吸吸吸吸收收收收,引引引引起起起起照照照照射射射射点点点点材材材材料料料料温温温温度度度度急急急急剧剧剧剧上上上上
16、升升升升,到到到到达达达达沸沸沸沸点点点点后后后后材材材材料料料料开开开开始始始始汽汽汽汽化化化化,并并并并形形形形成成成成孔孔孔孔洞洞洞洞,且且且且光光光光束束束束与与与与工工工工件件件件相相相相对对对对移移移移动动动动,使使使使材材材材料形成切缝,切缝处熔渣被一定压力的辅助气体吹除。料形成切缝,切缝处熔渣被一定压力的辅助气体吹除。料形成切缝,切缝处熔渣被一定压力的辅助气体吹除。料形成切缝,切缝处熔渣被一定压力的辅助气体吹除。你现在浏览的是第十七页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工18 汽化切割:工件加热到沸点以上温度汽化切割:工件加热到沸点以上温度汽化切割:工件加热到沸点以上
17、温度汽化切割:工件加热到沸点以上温度 熔化切割:工件加热到熔点温度以上熔化切割:工件加热到熔点温度以上熔化切割:工件加热到熔点温度以上熔化切割:工件加热到熔点温度以上 氧氧氧氧助助助助熔熔熔熔化化化化切切切切割割割割:氧氧氧氧等等等等活活活活性性性性气气气气体体体体代代代代替替替替熔熔熔熔化化化化切切切切割割割割的的的的惰惰惰惰性气体性气体性气体性气体 控制断裂切割:易受热破坏的脆性材料控制断裂切割:易受热破坏的脆性材料控制断裂切割:易受热破坏的脆性材料控制断裂切割:易受热破坏的脆性材料你现在浏览的是第十八页,共46页2022/10/18工程材料的激光加工19激激光光切切割割应应用用举举例例你
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