| 单词 | 激光切割与打孔 |
| 释义 | 【激光切割与打孔】 拼译：laser cutting and drilling 激光具有较高的能量密度，理论上为1013J／cm2，实际用于工业的辐射度为109～1010W／cm2，这是迄今为止任何热源都难于达到的，非常适于切割和打孔。这样高的能量密度能使许多材料升华变成气体。因此，激光作为可控热源用于打孔和切割比焊接更加成熟和实用。 金属材料切割和打孔常用高频脉冲激光，非金属多用连续波激光。切割打孔多用固体激光器，因为钇铝石榴石(YAG)激光的光波长度只相当于CO2激光光波长度的1／10，具有较大穿透能力。各种脉冲激光器多采用Q开关，它能将锋值脉冲控制在1／106秒。钕玻璃－钇铝石榴石(Nd-YAG)激光器既可用于脉冲加工也可实现连续波加工。喷嘴形状对切割速度和质量有着重要影响。目前多采用流线形的高速割嘴。同时，喷嘴的口径及距离对切割质量都有影响，尤其是影响切缝的宽度。在加工中，为防等离子体对激光的吸收，采用辅助气排除产生的等离子体，辅助气体的种类也会影响切割和打孔的深度和质量。实验证明采用氦气效果最好，采用氢气不如采用空气或CO2气效果好。辅助气体的喷流方向最好是顺着光束方向，以增大切割气压，使切割厚度增加。辅助气体的流量和压力是切割与打孔的重要工艺参数。被切割或打孔的材料本身的物理化学性质是不可忽视。如材料的表面状态、对光的反射率、热传导性、熔点、沸点、蒸发潜热、厚度、几何形状等，都对激光加工质量有影响。在切割时多采取工件运动形式，以免机头振动影响聚焦。切割质量主要应体现在切缝窄、光滑、边直不倒楞、不挂渣。激光切割厚12．7mm不锈钢，切缝宽为1．3mm；切割厚55mm不锈钢，切缝也只有25mm宽，这对于节约贵重材料很有意义。由于激光束的能量密度极高，其加热面积相当氧－乙炔火焰加热面积的1%～0．1%，所以工件变形极小，热影响区极窄。激光切割不仅质量好，而且效率高，1mm厚不锈钢板切割速度可高达12m／min。激光切割非金属材料也显示了极大的优越性。非金属材料对激光吸收较好，因而不用很大功率，法国用200W激光器成功切割玻璃陀螺；前苏联用350W激光切割胶合板、塑料、陶瓷、石棉、布匹、硬橡胶、石英、树脂等；甚至金刚石也可用激光切割。激光切割和钻孔属非接触性加工，工件几乎不受力，因此对切割蜂窝结构非常适宜，这也是其它方法难于胜任的。采用脉冲技术，光束被聚焦成Φ0．005～1mm，切缝深度与宽度之比可达20以上。采用高脉冲技术可实现高精度切割，因而能代替铣床加工，被称为“激光铣”。有意不切透的称为激光雕刻(光刻)。利用激光割圆是一种很方便的加工方法，即利用锥面镜折射原理，使光束成环状；或者采用旋转斜面镜，使其成为沿着圆形轨迹运动的光点切割。激光打孔是脉冲红宝石激光器问世以来最早应用的加工技术。激光打微型孔有其独到之处，在0．1mm厚的金箔上能打出Φ4μm的圆孔；在0．4mm厚的红宝石上能打出孔径只有Φ10μm(0．01mm)肉眼很难发现的孔。用YAG激光束进行钟表轴打孔，每秒钟至少能打出6个孔，可见生产率之高。用60W小功率CO2激光在3mm厚的石英玻璃上用3s即可打一个Φ0．2mm的小孔；若用固体激光器时间要缩短数十倍，因为两者波长相差10倍，能量密度差100倍。在钨板、钼板、钛板等难熔金属上打密集的小孔，更显示了激光无比的优越性。关于激光切割的经济性，有人作过几种方法的比较，用锯床切割相当于激光切割费用的3倍；用等离子弧或用氧－乙炔火焰切割成本也略高于激光切割。就切割速度比较，激光要比锯床加工快30倍，比氧－乙炔快一倍。就激光加工精度而言，更是其他方法无法比拟的。目前激光切割和打孔所用设备功率在300～2000W之间，绝大多数都用中小功率，比用大功率更加经济实惠。由此可见，激光切割和打孔很有发展前途，被认为是在工艺上和经济上取代传统加工方法的最佳选择。近年美国和日本采用激光切割工艺已占全部切割加工的25%左右。今后在材料加工方面应继续开发大功率固体激光器，改善束流质量，提高转换效率，降低大功率CO2激光器的造价，减少氦气以降低开机成本；开发多功能的激光加工机器人；扩大激光在多种材料生产中的应用。【参考文献】：1 高风隆．省力と自动化．1978，4：29～332 郑恩贵．激光动态．1979，1：2～293 Hoffman M．Metal Construction，1979，1：33～344 Jiri BÖhn．Zváranie，1979，55 郑恩贵．辽宁机械．1981，1：27～286 Thomassen F B，Olsen F O．Proceedings of The 1st．International conference of Lasers in Manufacture，19837 Jiri Kozisek．Zváranie，35，1986，11：341～344(大连铁道学院郑恩贵教授撰) |
| 随便看 |
科学参考收录了7804条科技类词条，基本涵盖了常见科技类参考文献及英语词汇的翻译，是科学学习和研究的有利工具。