激光頭加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)之間的相互作用來(lái)切割，焊接，表面處理，沖壓和微機(jī)械材料（包括金屬和非金屬）的技術(shù)。激光頭加工作為一種先進(jìn)的制造技術(shù)設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于汽車，電子，電器，航空，冶金，機(jī)械制造等行業(yè)。它在提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，自動(dòng)化，無(wú)污染和減少材料消耗方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

焊接頭激光加工

焊接頭的激光加工是一種加工方法，它使用聚焦激光束作為熱源轟擊工件，熔化金屬或非金屬工件，形成小孔，切口，連接，包層等。激光加工本質(zhì)上是一個(gè)相互作用的過(guò)程。在顯微鏡下，它是一個(gè)量子過(guò)程。在宏觀上，它被反射，吸收，加熱，熔化和蒸發(fā)。

在具有不同功率密度的激光頭光束的照射下，材料的表面區(qū)域發(fā)生了各種變化，包括表面溫度升高，熔化，氣化，孔隙的形成和光致等離子體的產(chǎn)生。

1. 激光焊接頭功率密度小于數(shù)量級(jí)

當(dāng)激光頭功率密度小于數(shù)量級(jí)時(shí)，金屬對(duì)激光頭能量的吸收僅導(dǎo)致材料表面溫度的增加，但固相保持不變。主要用于表面熱處理，相變硬化處理或部分釬焊。當(dāng)激光頭功率密度在數(shù)量級(jí)內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生熱傳導(dǎo)型加熱，材料表面層熔化，主要用于表面重熔，合金化，包覆和熱傳導(dǎo)型焊接（如板材高 - 速焊和精密點(diǎn)焊等）。

2. 激光焊接頭功率密度達(dá)到數(shù)量級(jí)

當(dāng)激光焊接頭功率密度達(dá)到數(shù)量級(jí)時(shí)，在激光頭光束照射下，激光焊接頭熱源的中心加熱溫度達(dá)到金屬的沸點(diǎn)，形成等離子體蒸氣和強(qiáng)氣化，并在氣化膨脹壓力的作用下，液體表面向下凹陷，形成深層融化的毛孔;同時(shí)，金屬蒸汽在激光焊接頭光束的作用下電離，產(chǎn)生光致等離子體。該階段主要用于激光束深熔焊接，切割和鉆孔。

3. 激光焊接頭光束功率密度大于數(shù)量級(jí)

當(dāng)激光束的功率密度大于數(shù)量級(jí)時(shí)，光致等離子體將沿著激光束的入射方向傳播，形成等離子體云團(tuán)，這將導(dǎo)致等離子體對(duì)激光器的屏蔽。該階段僅適用于鉆孔，沖擊硬化和其他脈沖激光加工。

激光焊接頭的技術(shù)人員使用高功率密度激光束照射工件以熔化和蒸發(fā)材料，以進(jìn)行特殊加工，如沖壓，切割和焊接。由于功率低，早期的激光加工主要用于鉆小孔和微焊。到20世紀(jì)70年代，隨著高功率二氧化碳激光器，高重復(fù)率釔鋁石榴石激光器的出現(xiàn)，以及對(duì)激光頭加工機(jī)理和技術(shù)的深入研究，激光焊接頭加工技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍也相應(yīng)擴(kuò)大。幾千瓦激光加工設(shè)備的出現(xiàn)，結(jié)合光電跟蹤，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，工業(yè)焊接機(jī)器人等技術(shù)，極大地提高了激光頭加工的自動(dòng)化水平和使用功能。

激光頭加工設(shè)備由四部分組成，即激光，光學(xué)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)，控制和檢測(cè)系統(tǒng)。激光輸出的高強(qiáng)度激光束通過(guò)透鏡聚焦在工件上，聚焦時(shí)的功率密度可以達(dá)到10000攝氏度以上，任何材料都會(huì)瞬間熔化和蒸發(fā)。激光加工利用這種光能的熱效應(yīng)來(lái)焊接，沖壓和切割材料。通常用于加工的激光器主要是YAG固態(tài)激光器和二氧化碳?xì)怏w激光器。由于二氧化碳激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出功率范圍大，能量轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于材料的激光加工。

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