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激光精密加工的應(yīng)用領(lǐng)域介紹

激光自從其誕生以來,?憑借著優(yōu)良的光束特性,在工業(yè)加工領(lǐng)域起著重要的作用,?成為未來制造業(yè)的重要加工手段。隨著高精密加工需求的增加，我國傳統(tǒng)的制造業(yè)正面臨深度的轉(zhuǎn)型升級，相關(guān)的精密加工技術(shù)也隨著快速發(fā)展，其中激光技術(shù)在市場上獲得越來越多的認(rèn)可。 激光精密加工是利用高強度的激光束，通過激光束與加工工件的相對運動來實現(xiàn)對加工工件的熱加工。加工的對象范圍廣，幾乎所有的金屬材料和非金屬材料如鋼材、耐熱合金、陶瓷、寶石、玻璃、硬質(zhì)合金及復(fù)合材料都可以加工。激光精密加工可分為四類應(yīng)用，分別是精密切割、精密焊接、精密打孔和表面處理。 激光精密切割 激光精密切割作為近年新興的工藝手段，是把能量密度很高的激光束照射到待加工工件上，利用脈沖激光束聚焦在加工物體表面，使局部受熱熔化，形成一個個高能量密度光斑，以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。伴隨著激光器向大功率發(fā)展以及采用高性能的CNC及伺服系統(tǒng)，使用高功率的激光切割可獲得高的加工速度，同時減小熱影響區(qū)和熱畸變；其加工特點是速度快，切口光滑平整，一般無需后續(xù)加工；切割熱影響區(qū)小，板材變形小：加工精度高，重復(fù)性好，不損傷材料表面。 與大功率激光切割相比，精密切割一般根據(jù)加工對象采用納秒、皮秒激光，能夠聚焦到超細(xì)微空間區(qū)域，同時具有極高峰值功率和極短的激光脈沖，在加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響，從而做到了加工的“超精細(xì)”。在手機屏幕切割、指紋識別片、LED隱形劃片等對精密程度要求較高的生產(chǎn)工藝中，激光精密切割技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)勢。 激光精密焊接 激光精密焊接是一種新型的焊接方式，主要針對薄壁材料、精密零件的焊接，它可以將高強度激光束輻射加工產(chǎn)品的工作區(qū)域上，通過激光與材料的相互作用，快速的讓被焊地方形成一個多密度聚集的熱源區(qū)，熱能讓被焊物區(qū)域熔化之后冷卻結(jié)晶形成鞏固的焊點或焊縫。可實現(xiàn)點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，深寬比高、焊縫寬度小、熱影響區(qū)小、變形小、焊接速度快、焊縫平整、美觀、焊后無需處理或只需簡單處理，焊縫質(zhì)量高，無氣孔，可準(zhǔn)確控制，聚焦光點小，定位精度高，易實現(xiàn)自動化。 在新能源電池領(lǐng)域，隨著新能源汽車的推廣，動力電池的需求持續(xù)高增。激光焊接作為動力電池領(lǐng)域的焊接標(biāo)配，在前段的極耳焊接，中段的底蓋、頂蓋、密封釘?shù)暮附樱蠖蔚碾姵剡B接片、負(fù)極封口焊接等均有廣泛應(yīng)用。而在3C領(lǐng)域，手機各類模組、中板蓋板等，均離不開激光精密焊接技術(shù)。 激光精密打孔 激光精密打孔特別適合于加工微細(xì)深孔，小孔徑只有幾微米，孔深和孔徑比可大于50。是將光斑直徑縮小到微米級，從而獲得高的激光功率密度，幾乎可以在材料實行激光打孔。具高、成本低、變形小、適用范圍廣等優(yōu)點。 激光精密打孔不受材料的硬度、剛性、強度和脆性等機械性能限制，它既適于金屬材料，也適于一般難以加工的非金屬材料，如紅寶石、藍(lán)寶石、陶瓷、人造金剛石和天然金剛石等。由于難加工材料大都具有高強度、高硬度、低熱導(dǎo)率、加工易硬化、化學(xué)親和力強等性質(zhì)，因此在切削加工中阻力大、溫度高、工具短，表面粗糙度差、傾斜面上打孔等因素使打孔的難度更大。 激光表面處理 激光表面處理是利用高功率密度的激光束對金屬進(jìn)行表面處理，將聚焦的激光束對零件表面迅速加熱，使材料表層快速升溫相變臨界溫度以上，使內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的奧氏體組織，而材料內(nèi)部仍在相變溫度以下，保持原有的組織狀態(tài)。可以對金屬實現(xiàn)相變硬化、表面非晶化、表面合金化或使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而改變金屬材料的表面特性。其特點是無需使用外加材料，僅改變被處理材料表面層的組織結(jié)構(gòu)，被處理件變形極小，適合于表面標(biāo)記和高精度零件處理。 激光表面處理可根據(jù)是否改變基材成分分為兩類。不改變基材成分的應(yīng)用有激光淬火（相變硬化）、激光清洗、激光沖擊硬化和激光極化等，改變基材成分的則包括激光熔覆、激光電鍍、激光合金化和激光氣相沉積等應(yīng)用。