課件：激光加工修理工藝講解

激光加工修理工藝《航空發(fā)動(dòng)機(jī)修理技術(shù)》航空維修工程學(xué)院激光加工的工作原理激光加工利用高功率密度的激光束照射工件，使材料熔化氣化而進(jìn)行穿孔、切割和焊接等的特種加工。早期的激光加工由于功率較小，大多用于打小孔和微型焊接。激光加工的工作原理某些具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的物質(zhì)，在外來(lái)光子的激發(fā)下會(huì)吸收光能，使處于高能級(jí)原子的數(shù)目大于低能級(jí)原子的數(shù)目——粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，若有一束光照射，光子的能量等于這兩個(gè)能相對(duì)應(yīng)的差，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生受激輻射，輸出大量的光能。激光加工的分類和特點(diǎn)激光切割激光焊接激光打孔激光熱處理激光加工的分類激光切割激光焊接激光打孔激光淬火激光加工修理工藝1.激光打孔傳統(tǒng)的機(jī)械鉆孔最小的尺寸僅為100μm,這顯然已不能滿足要求，代而取之的是一種新型的激光微型通孔加工方式。用CO2激光器加工在工業(yè)上可獲得孔直徑達(dá)到在30~40μm的小孔；采用脈沖激光器可進(jìn)行打孔，脈沖寬度為0.1~1ms,特別適于打微孔和異形孔，孔徑約為0.005~1μm。激光打孔激光加工修理工藝2.激光熱處理用激光照射材料，選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)和控制照射時(shí)間、功率密度，可使材料表面熔化和再結(jié)晶，達(dá)到淬火或退火的目的。激光熱處理的優(yōu)點(diǎn)是可以控制熱處理的深度，可以選擇和控制熱處理部位，工件變形小，可處理形狀復(fù)雜的零件和部件，可對(duì)盲孔和深孔的內(nèi)壁進(jìn)行處理。零件激光熱處理激光加工修理工藝3.激光切割激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時(shí)間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與傳統(tǒng)的板材加工方法相比，激光切割其具有高的切割質(zhì)量、高的切割速度、高的柔性（可隨意切割任意形狀）、廣泛的材料適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。激光加工修理工藝4.激光焊接激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一，焊接過(guò)程屬熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過(guò)控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。激光焊接一般無(wú)需焊料和焊劑，只需將工件的加工區(qū)域“熱熔”在一起即可。激光焊接速度快，熱影響區(qū)小，焊接質(zhì)量高，既可焊接同種材料，也可焊接異種材料。激光加工修理工藝4.激光焊接激光加工修理工藝4.激光焊接各類零件的激光焊接圖片激光加工修理工藝5.激光打標(biāo)激光打標(biāo)是指利用高能量的激光束照射在工件表面，光能瞬時(shí)變成熱能，使工件表面迅速產(chǎn)生蒸發(fā)，從而在工件表面刻出任意所需要的文字和圖形，以作為永久防偽標(biāo)志，如圖所示。激光加工修理工藝6.激光表面處理當(dāng)激光的功率密度約為103~105W/cm2時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄鐵、中碳鋼，甚至低碳鋼等材料進(jìn)行激光表面淬火。淬火層深度一般為0.7~1.1mm,淬火層硬度比常規(guī)淬火約高20%。激光淬火變形小，還能解決低碳鋼的表面淬火強(qiáng)化問(wèn)題。激光加工修理工藝的特點(diǎn)01激光加工屬非接觸加工，無(wú)明顯機(jī)械力，也無(wú)工具損耗，工件不變形，加工速度快，熱影響區(qū)小，可達(dá)高精度加工，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。02因功率密度是所有加工方法中最高的，所以不受材料限制，幾乎可加工任何金屬與非金屬材料。03激光可聚焦形成微米級(jí)光斑，輸出功率大小可調(diào)節(jié)，可進(jìn)行微細(xì)和精密加工，如微細(xì)窄縫和微型孔的加工。最高加工精度可達(dá)0.001mm,表面粗糙度Ra值可達(dá)0.4~0.1。激光加工修理工藝的特點(diǎn)04可通過(guò)惰性氣體、空氣或透明介質(zhì)對(duì)工件進(jìn)行加工，如可通過(guò)玻璃對(duì)隔離室內(nèi)的工件進(jìn)行加工或?qū)φ婵展軆?nèi)的工件進(jìn)行焊接。05可用反射鏡將激光束送往遠(yuǎn)離激光器的隔離室或其它地點(diǎn)進(jìn)行加工。06無(wú)需特殊環(huán)境，無(wú)加工污染，在節(jié)能、環(huán)保等方面有較大優(yōu)勢(shì)。激光焊接在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的運(yùn)用激光填絲填粉焊可用于熱輸入要求較低的焊接過(guò)程，如薄件焊接、熱敏感材料焊接、或低變形焊接等。可用于大坡口焊縫；調(diào)節(jié)焊縫化學(xué)成分以及厚板的多道焊。激光填絲焊激光焊接在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的運(yùn)用解決了對(duì)工件裝夾、拼裝要求嚴(yán)的問(wèn)題。用較小功率激光器來(lái)實(shí)現(xiàn)厚板窄焊道的多層焊。通過(guò)調(diào)節(jié)焊絲成分，改善焊縫區(qū)組織性能，對(duì)裂紋等缺陷更易控制，利于異種材料及脆性材料的焊接。激光填絲焊焊接鋁合金激光焊接在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的運(yùn)用解決了對(duì)工件裝夾、拼裝要求嚴(yán)的問(wèn)題。用較小功率激光器來(lái)實(shí)