激光加工技术全解

对激光加工技术的理解与认识一、激光加工技术的定义及原理激光加工技术是指利用激光器产生的高能量密度的激光束，对材料表面进行加工处理的一种先进制造技术。

其原理是利用激光器产生的高能量密度的激光束，通过聚焦透镜将激光束聚集到极小点上，使材料表面瞬间受热融化或汽化，从而实现对材料进行切割、打孔、焊接等各种加工处理。

二、激光加工技术的分类及应用1. 激光切割技术：主要应用于金属材料和非金属材料的切割处理。

2. 激光打孔技术：主要应用于金属板、塑料板、陶瓷等材料的打孔处理。

3. 激光焊接技术：主要应用于金属材料之间或者非金属材料与金属材料之间的焊接处理。

4. 激光雕刻技术：主要应用于木板、有机玻璃等非金属类材料上进行图案雕刻和文字刻写。

三、激光加工技术的优点1. 高精度：激光束可以聚焦到很小的点上，因此可以实现高精度的加工处理。

2. 高效率：激光加工速度快，可以大幅提高生产效率。

3. 无接触性：激光加工过程中不需要与材料接触，从而避免了因接触而产生的磨损和变形等问题。

4. 灵活性：激光加工可以对不同形状、不同材质的材料进行处理，具有很大的灵活性。

四、激光加工技术的缺点1. 高成本：激光器价格昂贵，且维护成本也较高。

2. 容易受环境影响：激光束容易受到环境因素（如气体、尘埃等）影响而发生偏移或散射等问题。

3. 容易产生毒害物质：在某些情况下，激光加工会产生有害气体和废弃物。

五、激光加工技术未来发展趋势1. 多波长多功能化：未来发展趋势是将激光器的波长从单一的红光扩展到多种波长，实现多功能化加工。

2. 智能化：激光加工技术将更加智能化，可以通过计算机程序控制激光器进行自动化生产。

3. 环保化：未来发展趋势是要求激光加工技术在加工过程中尽可能减少对环境的污染和对人体的伤害。

六、结语激光加工技术是一种先进的制造技术，具有高精度、高效率、无接触性和灵活性等优点。

未来发展趋势是多波长多功能化、智能化和环保化。

尽管激光加工技术存在一些缺点，但随着技术的不断发展和完善，其应用范围将会更广泛，为制造业带来更多的机遇和挑战。

激光加⼯课件资料讲解激光加⼯课件⼀、激光介绍1.1 激光的产⽣1.1.1光的物理状态㈠光的电磁学说：在⼀定波长范围内的电磁波。

λ——波长 C ——频率 V ——波速㈡光的量⼦说：光是在⼀定波长范围内的电磁波，⼀种具有⼀定能量的以光速运动的粒⼦流（光⼦）。

不同频率的光对应不同能量的光⼦。

E ——光⼦能量；v ——光的频率；h ——普朗克常数；1.1.2原⼦的发光㈠基态：电⼦在最靠近原⼦核的轨道上运动时，原⼦所处的能级状态称为基态。

㈡激发态：当外界传给原⼦⼀定的能量时，原⼦的内能增加，外层电⼦的轨道半径扩⼤，被激发到⾼能级，称为激发态（⾼能态）。

㈢跃迁：原⼦从⾼能级回到低能级的过程称为“跃迁”。

被激发到⾼能级的原⼦不是很稳定，总是⼒图回到能量较低的能级去。

具有亚稳态能级的原⼦和离⼦的存在是形成激光的重要条件。

㈣光辐射：当原⼦从⾼能级跃迁回到低能级或基态时，常常以光⼦的形式辐射出光能量。

㈤⾃发辐射：原⼦从⾼能级⾃发地跃迁到低能级⽽发光的过程称为⾃发辐射。

（⽇光灯发光）各受激原⼦跃迁回到基态的时序先后不⼀，且具有多个能级，因此⽅向性、单⾊性都很差。

㈥受激辐射：满⾜⼀定频率要求的⼀束光⼊射到具有⼤量激发态原⼦的系统中，刺激处在激发能级上的原⼦跃迁回到低能级，同时发出⼀束与⼊射光具有相同特性（频率、相位、传播⽅向、偏振⽅向等）的光。

1.1.3激光产⽣的条件㈠粒⼦数反转：具有亚稳态能级结构的物质，在⼀定外来光⼦能量激发条件下，吸收光能，使处于亚稳态（⾼能级）的原⼦数⽬⼤于处于基态（低能级）的原⼦数⽬的现象。

㈡受激辐射：在粒⼦数反转的状态下，⼀束光⼦⼊射该物体，当光⼦能量恰好等于两个能级相对应的能量差时，产⽣受激辐射，输出⼤量光能。

㈢激光具有⼀般光的共性（反射、折射、⼲涉等），也有其特性。

（受激辐射） c v λ=E hv =()1n v E E h =-强度、亮度和能量密度⾼：⼀台红宝⽯激光器的亮度是太阳表⾯亮度的两百多亿倍。

详细剖析激光微加工技术
大家对激光加工并不陌生，CO2激光，光纤激光以及半导体激光是目前工业应用中的主流激光，在微妙和纳秒量级，但是近十年来，超短脉冲激光精加工技术取得突飞猛进的发展，在飞秒和皮秒量级，也就是我们今天要说的激光微加工！
激光微加工
人们很早就尝试利用激光进行微加工。

但是由于激光的长脉冲宽度和低激光强度造成材料熔化并持续蒸发，虽然激光束可以被聚焦成很小的光斑，但是对材料的热冲击依然很大，限制了加工的精度。

唯有减少热影响才能提高加工质量。

当激光以皮秒量级的脉冲时间作用到材料上时，加工效果会发生显著变化。

随着脉冲能量急剧上升，高功率密度足以剥离外层电子。

由于激光与材料相互作用的时间很短，离子在将能量传递到周围材料之前就已经从材料表面被烧蚀掉了，不会给周围的材料带来热影响，因此也被称为“冷加工”。

凭借冷加工带来的优势，短与超短脉冲激光器进入到工业生产应用当中。

图1 超短脉冲冷加工在火柴头上进行烧蚀工艺
超快有多快？
短脉冲激光器产生的脉冲宽度定义在皮秒和飞秒量级。

1 皮秒等于10-12 秒，1 飞秒等于10-15 秒。

也许比较抽象，但是我们可以转化成距离的形式来比较。

举个例子，光的速度是3x10-8 米每秒，光从地球到月球所需要的时间大约是1.3 秒，而1皮秒的时间里光运动的距离是0.3 毫米！
超快可以做什么？
短脉冲激光技术的迅速发展使得其在工业范围的应用非常广泛，几乎每天都会发现新的应用。

目前短脉冲主要集中在下面几个应用领域。

图2 激光细微加工的分类。

激光加工技术概述分析随着工业技术发展，激光加工技术越来越受到重视，发展迅速，在工业制造方面有着广泛的应用。

激光加工技术是一种不锈钢加工的高新技术，它的特点是利用激光能量向工件表面施加能量热量，完成深层热处理和精确加工，焊接克服了传统焊接技术的不足，可以实现精确的焊接，还可以实现精密的微型部件的制造，具有丰富的加工方法，例如切割、汇聚和热处理等制备方法，被广泛应用于制造、石油、冶金、航空航天、电子、医疗、机械、电力、煤矿等行业。

激光加工技术在各行业的应用，主要有以下几个方面：第一，激光切割技术。

目前，激光切割技术被广泛应用于机械加工行业，包括不锈钢、钢板、铝板、塑料板等材料的切割，可实现自动连续切割和精确切割，具有较高的效率和精度，可大大提高加工效率。

第二，激光焊接技术。

激光焊接技术通过激光束的热量产生的热效应，实现不锈钢件的焊接，可满足质量要求较高的部件的精密焊接，实现定位、焊接、夹持等加工功能，可实现精密的微型部件的制造，特别适用于汽车、航空、航天、电子等行业。

第三，激光汇聚技术。

激光汇聚技术是激光焊接技术的一种，即使用激光束汇聚焊材料，使其发生熔化，然后实现件的汇聚连接，具有焊接可靠性高、热影响小、焊接速度快等特点，可实现高速、高质量的汇聚连接，特别适用于航空航天、电子等行业。

第四，激光热处理技术。

激光热处理技术是一种定向性热处理技术，它可以实现深层热处理，使材料在不同深度内表面结构或实质性得到改变，从而提高材料的抗磨损性、抗腐蚀性、抗压强度和界面结合等特性，是航空航天、汽车、电子、机械等行业向高性能、高效率方向发展的重要加工技术。

以上是激光加工技术的概述分析，它在工业制造方面有着广泛的应用，各行业的应用主要有激光切割技术、激光焊接技术、激光汇聚技术和激光热处理技术，可以很好的满足行业的高性能、高质量的加工需求。

激光加工技术的发展，将大大改变加工行业的传统加工方式，提升加工效率，为行业发展提供新的思路。

激光加工技术的原理及应用激光加工技术是利用激光束对工件进行切割、刻蚀、打孔、焊接等加工的一种先进加工技术。

其原理是通过激光器发射出的高能量密度的激光束，通过光学传输系统将激光束聚焦到工件表面，使工件表面的材料蒸发、熔化或气化，从而实现加工目的。

激光加工技术的原理可以分为两个方面来解释。

首先是激光的特性，激光是一种具有单色性、高亮度、高直线度和高方向性的电磁波，激光束的能量密度非常高，因此可以对材料表面进行精细加工。

其次是激光与材料的相互作用机制，当激光束照射到材料表面时，激光能量被吸收，使得材料的温度升高，达到融化、汽化或烧蚀的程度，实现对材料的加工。

激光加工技术的应用非常广泛。

其中，最常见的应用是激光切割技术。

激光切割利用激光束的高能量密度和高方向性，可以实现对各种金属和非金属材料的精细切割，例如金属板材、塑料、纸张等。

激光切割具有切口小、切割质量好、工艺灵活等优点。

此外，激光打标技术也是激光加工技术的一个重要应用。

激光打标利用激光束对工件进行氧化、碳化或脱色等处理，实现对工件表面的标记加工。

激光打标技术可以应用于金属、塑料、玻璃、陶瓷等材料的标记，具有加工速度快、效率高、标记精细等特点。

此外还有激光焊接技术。

激光焊接利用激光束的高能量密度，通过熔化工件的表面，实现工件的焊接过程。

激光焊接技术广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域，具有焊缝小、焊接质量好、焊接速度快等优势。

激光加工技术还可以应用于激光刻蚀、激光打孔、激光微加工等领域。

例如，在电子行业中，激光刻蚀技术可以用于PCB板的刻蚀、雕刻，激光打孔技术可以用于集成电路芯片的孔洞加工；而在微电子学领域，激光微加工技术可以实现微米级别的光阻剥离、微通道加工等微尺度的加工需求。

总之，激光加工技术是一种高精度、高效率、高质量的先进加工技术，其应用涵盖各个领域。

随着激光技术的不断发展和创新，激光加工技术在现代制造业中的地位将越来越重要。

激光加工技术的原理和应用1. 前言激光加工技术是一种利用激光光束进行材料加工的先进技术。

激光加工技术具有高精度、高效率、非接触等优点，逐渐在工业生产、科学研究等领域得到广泛应用。

2. 激光加工技术的原理激光加工技术利用激光束对材料进行加工，其基本原理如下：• 2.1 激光发射激光发射是激光加工技术的基础。

激光通过激光器产生，具有高单色性、高亮度和高度一致的特点。

• 2.2 激光聚焦激光通过透镜等光学元件进行聚焦，使其成为高度集中的光束，实现对材料的精确加工。

• 2.3 与材料相互作用激光与材料相互作用时，可以发生吸收、散射、反射等过程，使材料受到加热、熔化、气化等效果。

• 2.4 材料去除激光对材料施加的能量引起材料表面温度升高，从而使材料发生熔化、汽化等现象，最终实现对材料的去除。

3. 激光加工技术的应用激光加工技术在各个行业中有着广泛的应用，下面介绍几个典型的应用领域：• 3.1 制造业中的应用激光加工技术在制造业中起到了至关重要的作用。

例如，激光切割技术用于金属板材的切割，激光冲击技术用于零件的打孔，激光焊接技术用于零件的连接等。

• 3.2 电子行业中的应用激光加工技术在电子行业中也有着重要的应用。

例如，激光切割技术用于印刷电路板的裁剪，激光打孔技术用于电子器件的制造，激光精细焊接技术用于电子元件的连接等。

• 3.3 医疗领域中的应用激光加工技术在医疗领域中有着广泛的应用。

例如，激光手术技术用于眼科手术、皮肤整形等，激光治疗技术用于肿瘤治疗、血管疾病治疗等。

• 3.4 精密加工领域中的应用激光加工技术在精密加工领域中也发挥着重要作用。

例如，激光微加工技术用于微型元件的制造，激光雕刻技术用于精美工艺品的制作等。

4. 激光加工技术的未来发展激光加工技术作为一门高新技术，其未来发展前景广阔。

未来，随着激光器技术的不断进步和激光加工技术的应用不断扩大，激光加工技术在各个领域中的应用将得到进一步推广。

激光加工工艺技术激光加工技术是一种高精度、高效、非接触的加工方法，随着科技的发展，激光加工技术得到了广泛应用。

激光加工技术通过将激光束聚焦在工件上，使其局部区域受热膨胀，从而实现工件的切割、打孔、焊接等加工目的。

一、激光加工的优势激光加工有许多传统加工方法无法比拟的优势。

首先，激光加工具有非接触性，可以在不与工件直接接触的情况下进行加工操作，从而避免了由接触引起的破坏和变形。

其次，激光加工具有高精度性，激光束的聚焦能力非常强，可以实现对工件进行精确的加工。

此外，激光加工速度快，能够提高生产效率，降低生产成本。

最后，激光加工适应性强，可以处理各种不同材料，包括金属、非金属、塑料等。

二、激光切割技术激光切割是激光加工技术中的一项重要应用。

激光切割利用激光束的高能量密度，沿着切割线对工件进行切割。

激光切割技术具有加工精度高、切割速度快、没有切割缝隙等优点。

激光切割可广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业。

对于金属材料，激光切割可应用于钢板、铝板等的切割。

三、激光打孔技术激光打孔技术是用激光束对工件进行局部加热，使其熔化或者汽化，从而在工件上形成小孔。

激光打孔技术具有高精度、高速度的特点，适用于金属、塑料等材料的打孔。

激光打孔技术广泛应用于电子设备、汽车制造等行业。

激光打孔的优势是可以处理复杂的孔形、孔径较小、孔壁光滑等。

四、激光焊接技术激光焊接技术是利用激光束将工件表面加热至熔点或汽化点，在一定的压力下进行焊接。

激光焊接技术具有加工精度高、焊接速度快、焊接接头均匀等优点。

激光焊接广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业。

激光焊接可以实现不同材料的焊接，包括金属材料、塑料材料等。

总之，激光加工技术具有很多优势，并且在多个行业中得到了广泛应用。

激光切割、激光打孔、激光焊接等激光加工技术，可以提高生产效率，降低生产成本，并且可以实现高精度、高速度的加工。

随着科技的不断进步和激光技术的不断发展，相信激光加工技术在未来会有更加广阔的应用前景。

激光加工技术及应用一、激光加工技术的概念和分类激光加工技术是指利用激光器的能量将材料加工形成所需形状、尺寸和性能的一种加工方式。

激光加工技术是一种非传统的加工方式，具有高能量密度、高精度、高稳定性、高速率和无接触等优势。

激光加工技术可以分为激光切割、激光打孔、激光刻蚀、激光焊接等几类。

其中，激光切割是指在所需要加工的材料表面上利用激光的高能量和高功率进行熔化和气化加工；激光打孔是指通过将激光束聚焦在材料表面上产生高能量的激光束，在材料内部进行加工，形成所需的孔洞；激光刻蚀是将激光束聚焦在表面上，通过激光束的作用使材料表面发生化学反应从而加工所需形状；激光焊接是将两个或多个材料在相互接触的部分加热至熔化温度，然后再冷却固化加工。

二、激光加工技术的应用领域1、微电子加工领域：激光加工技术可以用于微电子器件加工、电线绕制和电路板制造等领域。

激光器的小尺寸和高能量密度，可以实现微电子器件加工的高精度、高速度和无接触加工。

2、汽车工业领域：激光加工技术可以用于汽车钣金加工、车身建模和车灯制造等领域。

激光器的高能量密度可以快速和准确地切割和加工钣金材料，同时可以实现车身建模的高精度和自由度的加工。

3、机械制造领域：激光加工技术可以用于零部件加工、装配和零件修复等领域。

激光器可以实现高精度和高速率的加工，同时可以进行自动化生产线的组装和检测。

激光加工技术还可以用于各种材料的修复和表面处理。

4、医疗领域：激光加工技术可以用于手术切割、手术焊接和皮肤美容等领域。

激光器的高精度和高能量可以实现手术的精确、快速和无创治疗。

激光加工技术还可以用于皮肤美容和脱毛等领域。

5、航空航天领域：激光加工技术可以用于航空航天器的制造和维护领域。

激光器可以实现超高精度的加工和组装，同时可以进行航空器的检测和预警。

三、激光加工技术的优势和展望1、激光加工技术具有很高的精度和速度，可以将加工的误差降低至微米乃至亚微米级别，同时可以保证高速率的加工。

第7章激光加工技术激光的亮度高、方向性好的特点使光能（功率）可以集中在很小的区域内，因此，自第一台激光器诞生以后，人们就开始探索激光在加工领域中的应用。

七十年代初期，Nd:YAG激光就开始用于工业生产。

随着大功率激光器与各种激光技术的发展，激光与材料相互作用研究的深入，激光加工已经成为加工领域中的一种常用技术。

激光加工作为一种非接触、无污染、低噪声、节省材料的绿色加工技术还具有信息时代的特点，便于实现智能控制，实现加工技术的高度柔性化和模块化，实现各种先进加工技术的集成。

因此，激光加工已经成为21世纪先进制造技术不可缺少的一部分。

激光加工指的是激光束作用于物体表面而引起的物体变形或改性的加工过程。

按照光与物质作用的机理，可分为激光热加工与激光光化学反应加工[33]。

激光热加工是基于激光束加入物体所引起的快速热效应的各种加工过程。

激光光化学反应是借助于高密度高能光子引发或控制光化学反应的各种加工过程。

两种加工方法都可对材料进行切割、打孔、刻槽、标记。

前者对于金属材料焊接、表面改性、合金化更有利，后者则适用于光化学沉积、激光刻蚀、掺杂和氧化。

激光热加工现在已发展得比较成熟，本章主要讨论与激光热加工有关的问题。

激光诱导化学过程将在第10章中作简单介绍。

7.1激光加工原理本节讨论激光热加工的原理。

无论是哪一种激光加工的方法，都要将一定功率激光束聚焦于被加工物体上，使激光与物质相互作用。

以金属加工为例，功率密度达到10~10W · CM 411-2的激光聚焦照射下，物表面将吸收大量激光能量。

随着照射时间的推移，激光束与金属表面之间会产生多种相互作用过程。

首先是热吸收过程，使材料局部升温。

激光脉冲能量足够高，脉宽足够短，会产生冲击强化过程。

随着热作用的持续，温度升高，导致表面熔化过程。

继续照射，熔池会向内部发展，熔池表面发生气化过程。

几乎与此同时，等离子体开始产生，形成的气化物和等离子体产生屏蔽现象。

激光加工技术全面解读激光加工是激光应用最有发展前途的领域，国外已开发出20多种激光加工技术。

作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。

一、激光加工概念激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。

激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。

二、激光加工分类激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：1.激光加工系统。

包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

2.激光加工工艺。

包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

3.激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。

使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器。

4.激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。

使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

5.激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

6.激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。

激光打孔的迅速发展，主要体打孔用YAG激光器的平均输出功率已由400w提高到了800w至1000w。

国内比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。

激光加工技术原理激光加工技术是一种利用激光束对材料进行切割、焊接、打孔等加工的方法。

它具有高精度、高效率和非接触性的特点，在工业生产中得到广泛应用。

本文将从激光加工的原理、设备和应用等方面进行介绍。

一、激光加工的原理激光加工的原理基于光与物质的相互作用。

激光是一种具有高度聚焦性和高能量密度的光束，当激光束照射到材料表面时，会引起材料的光热效应。

这种效应是指激光能量被吸收后，使材料温度升高，进而导致材料的熔化、汽化或者燃烧。

在激光加工过程中，激光束的能量可以通过吸收、散射和反射等方式与材料相互作用。

当激光束被吸收时，光能会转化为材料的内能，使材料温度升高。

当激光束被散射时，光能会在材料内部扩散，增加材料的温度分布。

当激光束被反射时，光能会在材料表面反弹，对激光加工效果产生影响。

二、激光加工设备激光加工设备主要包括激光器、光束传输系统和加工头等组成。

激光器是激光加工的核心部件，它能够产生高能量、高亮度和高单色性的激光束。

光束传输系统用于将激光束传输到加工头位置，并保持光束的稳定。

加工头则负责将激光束聚焦到材料表面，实现切割、焊接或打孔等加工过程。

在激光加工设备中，还通常配备了控制系统和冷却系统。

控制系统用于调节激光器的输出功率、频率和工作模式等参数，以实现对加工过程的精细控制。

冷却系统则用于保持激光器和光束传输系统的温度稳定，以确保设备长时间稳定工作。

三、激光加工的应用激光加工技术在许多领域都有广泛的应用。

在工业制造中，激光切割技术可以用于金属板材、塑料、木材等材料的切割，具有高速、高精度和无变形的优点。

激光焊接技术可以用于金属材料的焊接，具有熔合深度大、热影响区小的特点。

激光打孔技术可以用于金属、陶瓷等材料的孔加工，具有孔径小、精度高的特点。

除了工业应用，激光加工技术还在医疗、电子、通信等领域得到了广泛应用。

在医疗领域，激光治疗技术可以用于眼科手术、皮肤美容等治疗过程中，具有微创、精确和无痛的特点。