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激光打孔的原理和优点是什么?
- 2017-07-14 -

激光打孔实质上是把激光光束聚焦在工件上,使光能转变为热能的一种热加工方法。

激光打孔的过程,是一定能通量密度的激光脉冲辐射对工件材料的作用过程,也就是材料的熔化和气化以及部分材料以固相形式抛出。当辐射脉冲作用一开始,就出现蒸气相的飞出,具有喷射流的特性,以后随着孔径、深度的增加,飞戮物中材料熔化占大部分,这个熔化液体物质在孔的侧壁和底部形成,并且被蒸气的剩余压力排挤出来。当脉冲临近结束时,由于激光能通最密度的降低而使飞溅物的排出量减少,能通量密度进一步降低,一导致飞截物中液相占优势,当能通量密度接近材料开始破坏的同值时,仅.形成表面烙化。一个激光脉冲结束后,工件形成一凹坑,激光脉冲连续作用,凹坑逐渐加深加大,到适当时间,小孔就形成了。 

  激光打孔的优点 

  激光打孔机与传统打孔工艺相比,具有以下一些优点:  

(1)激光打孔速度快,效率高,经济效益好。 

(2)激光打孔可获得大的深径比。  

(3)激光打孔可在硬、脆、软等各类材料上进行。 

(4)激光打孔无工具损耗。  

(5)激光打孔适合于数量多、高密度的群孔加工。 

(6)用激光可在难加工材料倾斜面上加工小孔。  

(7)激光打孔对工件装夹要求简单,易实现生产线上的联机和自动化。 

(8)激光打孔易对复杂形状零件打孔,也可在真空中打孔。

激光打孔因具有单色性、相干性、和平行性三大优点,将此应用于材料加工,形成一门新型的加工工业——激光工业。激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,与计算机数控技术相结合,可构成高效自动化加工设备。广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等重要部门,对提高劳动生产率、产品质 量、自动化、无污染、减少材料消耗等起重要作用。经过不断的研究开发,激光已经广泛应用于切削加工、焊接、表面工程技术、非金属材料和硬质合金加工等方面。 激光熔覆是通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度激光束辐照加热,使熔覆材料和基材表面薄层发生熔化,并快速凝固,从而在基材表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层田。

激光打孔熔覆具有如下优点:激光束的能量密度高,加热速度快,对基材的热影响较小,引起工件的变形小;控制激光的输入能量,可将基材的稀释作用限制在极低的程度(一般为2%~8%),从而保持了原熔覆材料的优异性能;激光熔覆层与基材之间结合牢固(冶金结合),且熔覆层组织细小。这些特点使得激光熔覆技术近十年来在材料表面改性方面受到高度的重视。