激光切割處于其焦點(diǎn)處的工件受到高功率密度的激光光斑照射,會(huì)產(chǎn)生10000°C以上的局部高溫,使工件瞬間汽化,再配合輔助切割氣體將汽化的金屬吹走,從而將工件切穿成一個(gè)很小的孔,隨著數(shù)控機(jī)床的移動(dòng),無(wú)數(shù)個(gè)小孔連接起來(lái)就成了要切的外形。激光切割作為一種精密的加工方法,幾乎可以切割所有的材料,包括薄金屬板的二維切割或三維切割。由于激光切割的頻率非常高,所以每個(gè)小孔連接處非常光滑,切割出來(lái)的產(chǎn)品光潔度很高
焊接時(shí)通常采用聚焦方式會(huì)聚激光,一般選用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透鏡。聚焦光斑大小與焦距成正比,焦距越短,光斑越小。但焦距長(zhǎng)短也影響焦深,即焦深隨著焦距同步增加,所以短焦距可提高功率密度,但因焦深小,必須保持透鏡與工件的間距,且熔深也不大。獲得的熔凝淬火***非常致密,沿深度方向的***依次為熔化-凝固層、相變硬化層、熱影響區(qū)和基材。由于受焊接過(guò)程中產(chǎn)生的飛濺物和激光模式的影響,實(shí)際焊接使用的焦深多為焦距126mm(5”)。當(dāng)接縫較大或需要通過(guò)加大光斑尺寸來(lái)增加焊縫時(shí),可選擇254mm(10”)焦距的透鏡,在此情況下,為了達(dá)到深熔小孔效應(yīng),需要更高的激光輸出功率(功率密度)。
當(dāng)激光功率超過(guò)2kW時(shí),特別是對(duì)于10.6μm的CO2激光束,由于采用特殊光學(xué)材料構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng),為了避免聚焦透鏡遭光學(xué)***的***,經(jīng)常選用反射聚焦方法,一般采用拋光銅鏡作反射鏡。由于能有效冷卻,它常被推薦用于高功率激光束聚焦
激光熔覆與激光合金化的異同
激光熔覆與激光合金化都是利用高能密度的激光束所產(chǎn)生的快速熔凝過(guò)程,在基材表面形成于基體相互融合的、具有完全不同成分與性能的合金覆層。兩者工藝過(guò)程相似,但卻有本質(zhì)上的區(qū)別,主要區(qū)別如下:
(1)激光熔覆過(guò)程中的覆層材料完全融化,而基體熔化層極薄,因而對(duì)熔覆層的成分影響,而激光合金化則是在基材的表面熔融復(fù)層內(nèi)加入合金元素,目的是形成以基材為基的新的合金層。
(2)激光熔覆實(shí)質(zhì)上不是把基體表面層熔融金屬作為溶劑,而是將另行配置的合金粉末融化,使其成為熔覆層的主題合金,同時(shí)基體合金也有一薄層融化,與之形成冶金結(jié)合。激光束可聚焦的區(qū)域,可焊接小型且間隔相近的部件,可焊材質(zhì)種類(lèi)范圍大,亦可相互接合各種異質(zhì)材料。激光熔覆技術(shù)制備新材料是極端條件下失效零部件的修復(fù)與再制造、金屬零部件直接制造的重要基礎(chǔ),收到世界各國(guó)科學(xué)界和企業(yè)的高度重視