爛帳拽
激光加工技术实习
飞行器制造工程专业教学实习
—激光加工技
班 级:14030103
学 号:2011040301117 姓 :李
实习时间:2014年9月4日
一、激光加工技
二、激光加工
三、零件的设计(自行设计、绘图并附打印图，零件应小于50X50)
四、利用激光切割机加自设计的零件(编制工艺规程、零件尺寸测量，分析误差原因
篇二:激光特种加工实验
激光特种加工实验
一、 实验目的与
1、
2、
3、 了解激光产生的原理和激光加成套备的主要组成; 了解激光加的优点应用领域; 了解激光淬火和激光溶覆的基本操作
二、 实验仪器
1、
2、
3、 TJ-HL-T5000 激加工中心一台; SIEMENS 810D型 数控操作系统一台; 五轴四联动
三、 实验报
1、
激光加工的特点和应用领
2、
3、
什么是激光淬火，与通淬火相比有什么优点, 激光溶覆主要应用于
篇三:光学加工和激光加工实习
目录
实习指导手
册 ??????????????????????1 前言 ??????????????????????????8 内
要 ????????????????????????8 关键词 ?????????????????????????8 内
容 ??????????????????????????8
一)激光加工技
术 ????????????????????8
1.激光加工的理 2.激光加工的特点 3.激光技术 3.1光打
3.2激光切割、片刻字 3.3激光焊接 3.4激光热处理 3.5强化处
二)光学零件加
工????????????????????11
1光学零的分类及学零件图1.1光学零件的分类及光学零件图 2光零件粗磨成工艺2.1 光零件的毛坯2.2磨料粗磨工艺2.3 球零件的磨2.4 平面零件及棱镜的粗磨 3 光学零件细磨(精磨)工艺3.1光学零件的上盘与工夹具设计 4光零件的抛光工艺4.1抛光的机
4.2各工艺因素对抛光影响 5 光学零件的定心磨边5.1 光学法定心磨边 6 光学工质量检
6.1 粗糙度及表面疵病验 7 光学零件的真空镀膜工艺 7.1 膜层的种类和作用 7.2 真空膜及其设
参考文
献????????????????????????21 结束语和
实践性教学 工作
(学生版)
华中科技大学文华
注意事项
1( 本“手册”为学生实践性教学活动(包括毕业设计(论文)、实习等)专。学生
认真阅读和理学院对实践性教学工作的要求，严格执行工
2( 生产(专业)习毕业设计(论文)期间，学生要每天记录工作、学习情，指导
师要定评阅学生工作日志。学生在毕业设计(论文)答辩前实习结束时，将工作日志其他材料交指导教。日志作评定成绩依据之一，要认真书写、妥善保管。 3( 在实践性教学环节
(1) 努力学习，刻苦研，按时完成实习或毕业设计(文)任务; (2) 虚心接受指
(3) 独立完规定的工作任务，不得弄虚作假，不准抄袭他
(4) 保证学生实或业设计(论文)时间，学生因故请假，须事先取得指导
并按有关规定办理请假手
(5) 热爱劳动，节约，爱护仪器设备，加强安全防范意识，严格遵守操规程和
院及实习单位的各项规章制
华中科技大学文华学院教
二〇〇九年十
实习工作篇
保密规则
一、保护机密，人人有
二、凡到保密厂矿、企业等单位实习的师，应专人负责保密工作，设立专门的保员。下前要进行保守国家机密的教育，下厂后要坚持定期进行保
三、在私人信中，在公众场合谈论时，严禁涉及国
四、记载保密内容的记，要妥善保管，不得缺页或丢失。回校后交学部按规定保
实习安全规定
为了保证实习的顺利进行，确师生在校外工矿、企业、事业位进行生产(专业)实习的安全，特
一、各学要在实前进行安全教育，制定和检查安全措施。学生实习组应有安员。 二、实习生(或实习小组)严格遵守所到单位的安、保卫、保密定，严格遵守操作规程和劳动纪律，并接受所在单位的指导。实习小组到达实习场所后，要请所
三、实习中未经允不擅自调换工种和设备，更不得私自动用其他设备、仪
四、安全员对违反操作规程和安全制度的实习员，要出批评，对严重危及员和设备安全的为有权止。实习小组领队教师有权对严重违反安全规定或造成严重事的人员，停止其实
甚至令其返校。
五、旅途坐车船，要保管好随身携带的行李物品，要自觉遵守交通则，防止交事故。严格执作息制度，实习要离队活动时必须三人上同行，并向习小组负责教师(或实习单位指导教师)请假，按时返回。实习期间，学生一般不要离队外宿，
六、要注意饮食生，注意居住房屋的防火和用电安全，防止煤
七、实习期间，学生不去、湖、河、海中游泳，师生不得以任何理由离开实习地点到
九、实习中如发生重事，要及时组织力量处理，并立即向实习所在单位领导和
十、各学部负责定期检查实习组安全情况，实习束后，各实习小要向学部汇报安全工作，总结经验教训，
实习学生须
一、 实习的目的和
教学实习作为人才培养过程中重要的实践性教学节，其的是使学生了解社会、生产实际，获得专业生产术和管理方面初步的实际知识，培养学生的实际操作能力和独立工
1(使学生步了解所学专业的地位、作用及发展趋，使
建立对本专业的感性识，激发学生热爱本专业、奋发学习、立志成才
2(增强学生对本专业学科识、业生产和设计、研究课题的感性识，收集有关的资料，并为后续课程的
3(训练学从事本专业术、管理等工作所必需的各种基本技能和实际动手能力; 4(固和运用所学理论知识，培养学生析、研究、解决实际的初步能力; 5(了解社会国情，直向实习位的工作人员学习各种相关的实践知识，增强劳动观念、群众观念和社会责任感。培养学生岗敬业、开拓创新、团结协作
二、实习纪律
1(按照实习大纲的要求，在指导教师的指导，全面成规定的实习项目和实任务; 2(每应将实观察的结果收集整理，逐日写好实习日记，按时完成实习思考题和
3(听指导教师和带队教师的安排，严格遵守学院实习纪律实习单位规章、制度，特别要严格遵保密制度(转载于:www.xiElw.coM 写论文 网:激光加工实验报告)和实习单位安全操作规程，注意爱保养仪器设备，未经许可
激光线切割加工 实验报告
莆学院机电工程学院实
2015-2016学年第
学生姓名：
学生学号：
系别班级：
课程名称：
实验项目：
实验地点：
实验日期：
成绩评定：
教师签名：
附：实验报告格式
实验报告
姓名：________________学号：_______________实验______________ 实验题
激光切割加工
实验目的：
1、掌握五轴激光割机成型加工的原理，熟悉该激光机工艺的特和应
2、熟悉五轴激光切割机使，观工艺参数选择与加工效果关系；了解脉冲宽度、加工电流对型精度的
3、了解激光切割机的操
实验内容：
步骤：
1、分别采用不脉冲宽度和电流加工硬度较大，形状复的工
2、用CAD软件制一个几何图形，并了解激光切割机切割的图
五轴激光加工机介
激光切割机设备要是机、光、电、的整合,整个系统主要由：机床主机部分械分、激光器+外光路组成部分、控系统及操作台控制部分这三大部分,再配辅助套设备：稳压电源、冷水机组、气瓶、空气压缩机、储气罐、冷却干燥机、过滤器、排渣机等即构成全套设备的系统成。激光切割机各部分的作用如
1、机床主机部分：激光切割机机床部分,实现X、Y、Z轴运动的机械部分,包括割工作平台.用安放被切工件,并能按照控制程序正确而精准的进行移动。2、激光发生器：产生激光光源的装
3、外光路：折射反射镜,用于将激光导向需要方向.为使光束通不发生故障,所有反镜都要保护罩加以保护,并通入洁净的正压保护气体以护镜片不受污
4、数控系统：控制床实现X、Y、Z轴的运动,同时也控制激光器的出功
5、稳压电源：连接在光,数控机床与电力供应系统之间.主要起防止外电网扰的作
6、切割头：主要包括腔体、聚焦透镜座、聚焦、电式传感器和辅助气体等零件.切割驱动装用于按照程序驱动切割头沿Z轴方向运动,由伺服电机和丝杆齿轮等传动件组
7、操作台：用于控制整个切割装置的工
8、控制激光电流、脉宽、频
实验结果：
通过实验操作，可以看出激光打在铁片上的
。
结果分析：
从实验现象可以得五轴激光加切割机切割头切割的黑色痕迹，激光切割就是将激光束照射工件面时释放的能量使工件融化并蒸发，达切割和刻的目的，从中也可以看出激光的特性：（1）高亮度：固体激器的亮度更可高达1011W/cm2Sr。不仅如此，具有高亮度的激光束经透镜聚焦后，能在点附近产生数千度乃至上万度高温，这就使其可能可加工几乎所有的材
（2）高方向性：激光的高方向性使能在效地传递较长距离的同时，还能证聚焦得到极高的功率密度，这两点都是激光工的重要条
（3）高单色性：由于激光单性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高功率密
（4）高相干性：干性主要描述光波各个部分的相位关系。是激
有如上所述的奇特性因此在工业加工中得到了广泛
总结：
通过此次参观实验室并听师的讲解，我学了很多，见识到了很多书上、课本上看不到的知识，见识到了纳秒激光器是怎样工作的，见识到了光切割和激光熔覆技术强大，让我下定了学好课本识的决。通过老对实验室设结构讲解，原理分和前景展望，认识到了纳秒激器在科研实方面的巨势，激光切割机加工业的巨大潜力，对今后的加工技术有着重要的作用，以及激光熔覆术对今后材料的表面改性，对产品的表面修复和速原型制造有着广泛的应用。同时也知道，仅通过课本上的只是是远远不够的，参观学习能让自己懂得更
激光线切割加工实验报告
莆
2015-2016学年第一学期
学生
学生
系别
课程
实验项目: 激光线切割加工 实验地点:
实验日期: 2015.10.29 成绩评定:
教师签名:
附:实验报告格式
实验报告
姓名:________________学号:_______________实验______________ 实验题目:
激光切割加工
实验目的:
1、握五轴激光切割机成型加工的原，熟悉该激光机工艺的
2、熟五激光切割机使用，观察工艺参数选择与加工效的关系;了解脉冲宽度、加电流
3、了解激光切割机的操作方法
实验内容:
步骤:
1、别采用不同脉冲宽度和电流工硬度较大，形状复
2、CAD软件绘制一个几何图形，并了解激光切割机切割
五
激光切机设主要是机、光、电、的整合,整个系统主要由:机床主机部分机械部分、激光器+光路组成部分、数控系统及操作台电控制部分这三大分,再配辅助配套设备:稳压电源、冷水机组、瓶、空气压缩机、储气罐、冷却干燥机、滤器、排渣机等即构成全设备的系统
1、床机部:激光切割机机床部分,实现X、Y、Z轴运动的机械部分,包括切割工作平台.用安放被切割工件,并能按照控制程序正确而精准的进行动。2、激
3、外路:折射反射镜,用于将激光导向所需要方向.为使光束通路不发生故障,所有反射镜都要保护罩加以保护,并通入洁的正压保
4、控系统:控制机床实现X、Y、Z轴运动,同时也控制激光器
5、压电源:连接在激光器,数控机床与电力应系统之间.主要起防止外电
6、切头:要包括腔体、聚焦透镜座、聚焦镜、电容传感器和辅助气体喷嘴等零件.切割驱动装置用于按照程序驱动切割头沿Z轴方向运动,由伺服电机丝杆
7、作台:用于控制整个切割装置的工
8、控制激光电流、脉宽、频率大小
实验结果:
通过验操作，可以看出激光打在铁片上的
结果分析:
从实验现象可以出五激光加工机切割头切割的黑色痕迹，激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，从中可以看出激光的特:(1)度性:固体激光器的亮度更可高达1011W/cm2Sr。不仅如此，具有高亮度的激光束经透聚焦，能在焦点附近产生数千乃至上万度的
(2)高向性:激光的高方向性使其能有效地传递较长的距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度，两点都是
(3)高色性:由于激光的单色性极高，从而保证了束能精确地聚焦到焦点上，得到
(4)高相干性:相干性主要描述
有如所述的奇异特性因此在工业加工中得到了广泛
总结:
通过此次参观实验室听老师的解，我学习了多，见识到了很多书上、课本上看到的知识，见识到了纳秒激光器是怎样工作的，见识到了激光切割和激光熔覆技术的强大，也我下定了学好课本知识的决心。通过老师对实验室设备的解，原理分析和前景展望，认到了纳秒激光科研实验方面的巨大优势，激光切割机在加工行业巨大潜力，对今的加工技术有着重要的作用，以及激光熔覆技术对今后材料的表面改，对产品面修复和快速原型制造有着广应用。同时也知道，仅通过课上只是是远远不够的，参观学习能让自己懂得更
激光加工综合实验报告
激
学
指导人员：
实
目录
1 前言 ............................................................................................................................... 3
1.1 激光加工技术的特 ................................................................................................ 3 1.2 激光加工的原理 ................................................................................................... 3 1.3 激光
2 实验料及
2.1 实验材料 .................................................................................................................. 7 2.2 主要的仪器设备 ......................................................................................................... 8
3 试验方法和步 ...................................................................................................... 8 4
4.1 实验结果 .................................................................................................................. 9 4.2 试验结果分析 ........................................................................................................ 10
5 实验总
5.1 结论 ....................................................................................................................... 13 5.2 讨论 ....................................................................................................................... 13 参考文献 ............................................................................................................................. 13
激光熔覆实验报告
1 前言
1.1 激光加工技术的特点
激光是一能密度高、方向性强、单色性的相干光，激光束经过聚后，能得到极高的功率密度，从而实现激
激光加工激束作用于物体表面使物体变形（去除或熔化材料）或物体表性能改变的加工过程。与其他加工方相比，
激光加工无触加工：激光加工是通过激光光束进行加工，与被加工工不直接接触，降低了机械加工惯性和机械变形,便了加工。同时，还可加工常规机械加工不能或很难实现的工工艺，如内、集成
加工质量好，加精度高：于激光能量密度高可瞬时完成加工，与传统机械加工相比，工热变形小、无机械变形，使得加工质量显著提高；激光过光学聚焦镜聚焦，激光加工光斑常小，加工精度很高，如PC机硬盘高转子采用激光平技术，其
加工效率：光切可比常规机械切割提高加工效率几十倍甚至上百；激光打孔特别是微孔可比常规机械打孔提效率几十倍至上千倍；激光焊接比常规焊接提高效率几十倍；激光调阻可高效率
材料利用率，经效益高：激光加工与其他加工技术相可节省材料10 ~ 30%，可接节省材料成本费，且激光加工设备操作维护本低，对工费用
由于激光加设的成本比较高，激光尚属一种比较昂贵的能源，所以激光加工目主要应用在那些最能发挥其特点或用其他方法以加场合。激光作为一种精密可控的能量密度的热源，既可用来对金属表进行多种强化理，也可
1.2 激光加工的原理
激光加工是一重的高能束加方法，它是利用激光高强度、高亮度、方向性好、单色性好的特性，过光学系统将激光束聚焦成尺寸极小、量密度极高（可104~1011W/cm2）的光斑照射到材料，使材料在极短的时间（<>
[2]
[1]
图 1 激光加工原理
激光照射于金属表面，一部分被反射，其部分被吸收。激光透入金
仅限于表面10-8cm范围内。光子的能量主要被导电电子所吸收，电子气在10-11~10-10s内将能量传给晶格，引起属表度升高。所以激光对金属的加热，可以看作是一种表面热源，在表面层能变为热能，热向金属深
金属对激光吸收随温度的升高而变化，其变化曲线如图2示。在熔化温度时吸收率急剧增加。表熔化后吸收率的增大，为激光焊接提供了有利条件。固态时可用表面
图2 激光在金属表面的吸收率与表面
在激光作用下金属表面状态随加工参数而变。激功率密度较低 （10W/mm）时，金属表面主要产生温升相变现象；激光功率密度增大时表面将熔 化；功率密度进一步增大，金表面瞬时汽化；功率密度更高时，表面附近的金属蒸汽及气体变子体，反而对激光起屏蔽作用。激光功率很大的（10W/mm） 脉冲激光作用于材料表面时，材料瞬时化，汽化粒子高速出对表面产生很大的 反冲力，在材料形成很强的冲击波，因而能使材产生冲击硬。采用不同的激光功率密度和作时，可以对金属进行各种同的加工。各激光加工使用的激光功率密度和作用时间如图3所
9
2
22
图3 各种激光加工方法所用的功率
在激光加工过中，熔化的金属保护气体作用下结晶凝固则形成焊缝，汽化后的金属蒸气在辅助气体吹力作用下离开被加工表面则形成割缝孔洞。如果加工程中加定的粉末材料，使其和被加工工件表面分材料熔合在一起，就可以得到高性能熔覆。 1.3 激光工方法与应
激光快速成型技术是上纪80年展起来的一门高技，它是利用激光技术、CAX,技、自动控制技术和新材料技术，直接造型，快速制造产品模型的一门多学科综合技术。激光快速成型技一传统加工“去除”成型加工工艺，改为“堆积”成型加工工艺，在加具有划时代的意义。激光快速成技术中LOM工艺，利用CAD模型设计功能和CAM加工制造功能，不需程图纸，将设计模数据直接切片生成加工代码，快速制造出计模型样件或样机。在新产品开发设阶段，采用光快速成型技术可有效缩短设计周。前，激光快速成型技术泛应用于航航、汽车、玩具制造等行业。 1.3.2 激光焊
激光焊接是利用高能量激光束照焊接工件，件热融化，然后冷却到接的目。激光焊接的显著特征是大熔、焊道、小热影响，以及高功率密度，大气压力下行不要求保护气体，不产生X射线，在磁场内不会出现束偏移，更加之该法焊速快、与工件无机械接触、可焊磁性料便于现遥控等优点，尤其可焊高熔点的材料异种金属，并且不需要添加材料，因此很快电行中实现了产业化。激光焊接有两种基本方式：导焊与深熔（小孔）焊。外用固体YAG激光器进行缝焊和焊，已有很高的水平。另外，用激光焊印路的引出线，需要使用焊，并可减少热击，对电路管芯无影响。日本自90年代来，在电子行业的精密焊接方面已实现了点焊向激焊接的转变。目，激光焊接主要应用在汽车行业，如汽车车身的焊（美福特汽车公司，日本本田、尼桑车公司等），底焊接（西德大众），发动机悬架焊接（奥迪轿车）等等。 1.3.3 激光打
激光打孔技术具有精高、通用强、效率高、本和综合技术经济效益显著等优，已成为现代制造领域的关键技术之一。激光打孔在微细孔加工中的应用，解决了一些传加工不能解决的难题，为微孔加工提供了先进的加工手段。纪90年代，激光打孔技术朝着多样化、高、高精度、直径更微小的方向发展．例如在飞机机上打5万个直径0.064mm的小孔，可以大大减小气流对飞机的阻力，取得节油40%的良效果．我国从上世纪60年代始钟表行业中使用激光工技术，宝轴承进行激光打孔。 1.3.4 激光切割
自从1967年SullivanHouldcroft首先提出并实现用吹氧气法进金属激光切割以来，激光切割以其切割范围广、切割速度高、切缝窄、切割面粗糙度低、热影响区小、加工柔性好、可实现众多复杂零件的切割等优点而应用越来越。光切割技术可广泛应用于金属非金属材料的加中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量．脉冲激光适用于金材料，连续激光适用于非金属材料，者是激光切割技术的重要应用领域。目前，激割主要应用在航空航天工业和汽制业中，如飞机框架、翼壁板、飞旋翼、汽车车架等切割。 1.3.5 激光打标
激光打标技术是光加工大的应用域一。激光打标是利用高量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。光标可以打出各种文字、符号和图案，字符大小可以从毫米量到微米量级，这对产品的防伪特殊的意义。准分子激光打标是近年来发展起来的一项技术，别适用于金属打标，可实现微米打标，目，广泛用于微电子工业、生物工程、食品包装和
[4]
[3]
鉴
自从首次报道准分子激光能获得快速、高分辨光刻以，们在八十年代即对准分光光刻进了大量研究。尽管电子束、X 射线、离子具有更短波长，在提高分辨率方面有更多好处，曝光源、掩模、抗蚀剂、成像光学系统方面存在极大的困难。而相反，准分子光刻有着明显的经济性和现实性，它将光学光展至DUV和VUV，其高功率大大缩短了基片曝光时间，辨率易获得亚微米线宽，掩模和抗蚀剂问题易解决。方，准分子激光直刻有机和无机物材料方面有着独到之处，单脉去除深度在0.05 ~ 0.1 m之间，这使得通简单的脉计数即可获得高精密切削．将准分子光刻装备行于材料加工的进，如使掩模及个光学系统能承更激光峰值功率密度，采用高倍率投影物镜，计实时残去除系统等等，则非常适于新近迅发展起来微结构、微机械的加技术。目前，英国Exitech 公司，德国Microlas公司，日本浜松光子公司先后推出了商化微结构加工用准子激微加工装备。激光刻蚀技术主要应用在高集成度电路的制作。 1.3.7 激光微
激光微调主要用于调整厚电路或膜路中的电阻、以及他多种功能参数。激光调阻时，受照射的部位受热汽化挥发，阻值区域截面面积减小，随之阻值增大。过去对厚膜电阻采用机械磨蚀法，对薄膜阻用电火花烧蚀法，但这种调整法的精度、效率都很低，对工件产生严重，引起调阻后阻值漂移，改用激光微则有很大的优越性。激微调的实质是打孔，每次打孔都很浅，约至几十纳米至几米之间，后通过连不断的打孔，搭接成一条线。激光微调电除用强光照射将部分电阻膜气化外，还通过无损伤改变膜的结构达到调整阻值的目的。激光阻技术主要应用于精密阻阻值调解，可达0.1‰~ 0.02‰。 1.3.8 激光存
光存储是最早预见激光应领域之一，激光储技术是信息以反射/反射带（正常表面和凹坑）的序列编码，已达到信息存储的目的。目前，计机所用的可写CD-ROM就是一种激光信息存储和现的介质。随着信息技的发展，对存储的要求越来越高，数字视频光盘（DVD）是下一代存储器，其存储能力是CD-ROM的7倍。因数据存储度与激光长的平方成反比，所以，发波长更短的激光是高激光存储技术的关键。 1.3.9 激光划线
与传统划片法相比，激光划片有很优点。例如，能出狭窄的切口、几乎残渣、影响区小、噪声小，并可以节省材料15% ~ 30%。由于激光对划片材料几乎不产生械冲力和压力，加上激光光斑小、划缝窄，所以特别适宜于对细小部件作各种精密加工。瑞士某公司利用固体激光器行精加工，尺寸精度已经达到很高的水平。激光划作印刷电路板PCB中表面安装用模板(SMT Strncil)与传统的SMT模板化学刻蚀法相比，其线细、精度高(线宽为15 ~ 25 m，槽深为5 ~ 200 m)，加工速度快(可达200 mm/s)，率可达99.5 %以上。化刻蚀法其致命缺就是加工的极限尺寸不得小于板厚，且工繁杂、工周期长、腐蚀介质污染环境。采激光加工，不仅可以克服这些点，而且能够对成品模板进行再加工，特别是加工精及缝密度明显优于后者，制作费也由早期远高于化学刻蚀到在略低于前者。但由于用于激光加工的整套设备技术含量高，售价亦很高，目前仅
日本、德国等少数国家的几家公司能够生
激光清洗技术是工业生产许多领域的要环节，传统洗方包括机械清洗法、化学清洗法和超声清洗法。他们在环境保护和高精度要求方面的应用受到很大的限制。激光清洗技术是近10多年来发展起来的新洗术，它以自身的特点和优点得到了很好的应用，展示了广阔的应用发展前。成电路硅基片的加工和光刻技术、微装技术等关键技术求当严格，光刻技术现在已达到0.13m以下水平。在此高精的要求下，器件的清洗求也非常格，即使采用传统清洗法中精度高的超声波清洗法进行清洗，也无法清掉微电子产品的次微米（0.5 m 以下）微小颗，响高精度电子工业的发展。激光清洗技术用有效地解决了集成电路的清洗。 1.3.11 激光
激光热处理是指利用激高能量密能量照射金属材表时，材料表层温度迅速升高，当激停止作用后，材料基体温度迅速下降，从而使材料表层经历一个热处理过程。通过控制激光功率、功率分、激光作用时间等参数，改变金属热循环形式，从而可以完成材料淬火或退火等工艺。我国从上世70年代研制成功级CO2激光器之后，激光热处理的工业应用也取得了重成就。激光热处理要应用于汽车工业（如美国通用汽车缸套处理生产线） 和精密机械微小零件的热处理。前，激光热处理技术由于成本高、制杂，还处于实验室技术面，还没有范、大面积的工业化应用。 1.3.12 表面处
激光表面处理主要包括以下几方面的艺：激光表面变化（LTH）、激光表化（LSM）、激光表面合金化（LSA）、激光表面覆（LSC）以及激光表面冲击硬化（LSH）。激光表面相变硬化是用高能量激光束照射材料表面，使表面温度达到相变温度点以上，当激光束移开后，由于基体的传热使快速却（自火），从而使材料表面硬化的一项技术；表面熔化可使材料表面得到细晶组织、非晶态和亚稳，在足材料表面某些方面需要，如耐磨性、耐蚀性、防止化等面显示出独特的优点；光面合金化是利用激光照射材料表面熔并提供给表面（预覆或喷射）的合金元素的质、混合均匀，以在材料表面形一个理想的合金，而改善材料表面性质的工艺；激光表面涂覆激光表面金化技术相似，激光表面涂覆经常来提高材的耐磨性、耐蚀性高温性能；激光表面冲击硬化是利用激光脉冲使材料表薄层（个原子厚）快速蒸发，在表面原子移的时候，发生动量脉并生一个冲击波或应力波，对材料表面产生残余压应力，从而达到改善材料疲劳寿命的
2 实验材料及设备
2.1 实验材料 试块：
材料Q235；尺寸（长×宽×
铁基金粉末：牌号为粉302，规为≤150目，其化学
表1铁基合金粉末302的化学成分
化学成分 含量
Fe C Cr Si B 3.5%~4.5%
Ni
28.0%~32.0%
余量 1.0%~1.5% 8.0%~12.0% 3.0%~5.0%
2.2 主要的仪器设备①激光器
类
型
技术参数：光长：1070nm；额定激光功率：1000W；激光功率范围：10%-100%；功率稳定性：±2%（0.3%）；脉冲频范围：CW-5kHz；光束质量：≤2.5mm mrad(50um光)； 激励源/浦源：激
型
技术参数：有荷重：12kg；有效达到距：1.65m；重复定位
③其如冷水机、焊接头、显微维式硬度计、金相
3 试验方法和步骤
1．观察加工设的组成和结构,了解各部分的功能和相互系。观察激光加工系统的外光路,了解光的空间传输原理。检查电路、水路、气路等是否正。 2.备试
3.选择预置金粉末,配制熔覆铁合金，将铁末与粘结剂水玻璃以适量比例混
4.确定熔覆艺参数，编制数加程序，根据所熔覆粉末成分为铁粉，选择激光功率（定速度为6mm/s）分别1000W、800W、600W，扫描速度（定功率为1000W）分别为4mm/s、6mm/s、8mm/s，熔覆的次为5道，扫描轨迹为直线、不重叠，根据实方案，制数控加工程序。 5.调整工作台，安放好试件,戴好防护眼镜，做好防护工
6.按照实验方案行激光覆，制备覆，按照设备操作步骤和护要求，开启激光加工设备，调整激光头垂直位置，正离焦量约为15mm，在生锈钢板上打光斑，确定光斑尺寸为2mm,输调试数控加工程序,将置合金粉末板放在工作台上,将激光头水平移至试板上方适当位置,照确定的工艺参数，调好激光功率,运行数控程序，自进行激熔覆。 7.线切割试样，时收集数据，做有关记录 （1）对熔覆试件统一编号，并做上标
（2）对试件，准确记录每个试件的熔覆条件，包括试板的材质、形状尺寸，覆合金粉末的型号、成分、预置厚度，
（3）仔细察覆层的形，测量熔覆层厚度、宽度，拍摄熔覆层形貌照片。 8.分别180#400#800#砂纸打磨试样，并抛腐蚀，备金相试样。 9.观察熔覆层和影响区微观组织，测量熔覆层显微硬度 （1）熟悉金显微镜和
（2）在相微镜观察熔覆层和热影响区组织形貌，拍摄微观组照片； （3）在显微硬度计上沿熔覆层度方向，由表及里间隔 0.2mm 测量硬度值。 10.对实验果进行
表2 熔覆实验方案
4 试验结果与分析
4.1 实验结果
熔覆的形状和尺寸见表3，熔覆层的显微硬度值如
表3熔覆层形状和尺寸
表 4 熔覆层显微硬度 HV
4.2 试验结果分析
4.2.1 熔覆层的宏观形貌、成形状况
熔覆层宏观形貌如图4示，自右分别是熔覆度6mm/s，功率为600W；覆速度为6mm/s，功率为800W；熔覆速度为6mm/s，功率为1000W；熔覆速度8mm/s，功率为1000W；熔覆速度为10mm/s，功率1000W。实验所得单道熔覆层亮，两侧翘起。速度一定时，随功率增加，熔覆层宽度增加，翘起较，连续性及光滑程更好；功率一定时，熔覆速度增加，熔覆层宽度明显减小，不连续。总体，由于热入较小，熔覆效果及成形状况不很，没有出现预期的两下扣的实验。熔覆层约有0.7mm，表面上均有宏观裂纹出
图4 熔覆层宏观形貌
4.2.2 熔覆层的微观组织、晶粒大小
观察熔覆层断的显微织，从基层到涂层表面依次为基体层、过渡层和熔覆层。图5所示是试样（熔覆速度为6mm/s，功为1000W）过渡区的金相组织照片。覆层组织呈现定向凝固的特征，在熔层与基体结合界面处出
图5
如图6所示为样（覆速度为6mm/s，功率为800W）出现在熔覆层的裂纹，裂纹源主要分布在界面处及表面结构不均匀处，裂纹从裂纹源向上向下延伸，左右贯，能横断覆层组织，贯穿整个熔覆层。同时，在熔覆中分布着一些孔洞，较大的孔洞较少，如图3所示，而较小的孔洞几乎匀分布在整熔覆层，这可能是本身组织不致密引起
图6
4.2.4 熔覆层的深度和宽度及热影
由显微镜测得，测量
图7 熔覆层的硬度分布
图7示为熔覆层的硬度分布曲线。采用显硬度计由熔覆层边缘向
硬度值，载力为1.96N，加载持续时间为15s。由图1可以看，随着距熔覆层边缘的距离的增大，其显微硬先增大，然后缓慢减小，最终趋于稳定。在熔覆层中，保持一个比较高的度值，
4.2.6 激光加工条件对熔覆层成形、组织和
（a）定速度 （b）定功率
图8 熔覆层的外观形貌
图8所示为不同激加工条件熔覆层的观成情况。图8（a）所示为同的焊接速度（6mm/s）下，由左向右激光功率依次增大（600W,800W,1000W），结果显示，在试验条件下，随着激率的提高，熔覆层表面成越来越光滑，越来越好。图8（b）所示为相同的激光功（1000W）条件下，由左向右焊接速度一次增大（6mm/s、8mm/s、10mm/s），结果显示，在试验条下，随着焊接速的提高，缝的成形越来越差，出现表面凹凸不平的现
（a）600W，6mm/s (b)800W，6mm/s (c)1000W，6mm/s
(d)1000W，8mm/s (e)1000W，10mm/s
图9 不同的激光条件下的熔覆层组织
如图9所致不的激光条下的熔覆层金相组织图片，由图中可以看出，在焊接速度定的情况下，随着激光功率的提高，熔覆层中孔数量越少，偶尔也会出现比较大的孔。相同的激光功率条件下，随着焊接速的变化，熔覆层的孔洞变
（a）焊接速度6mm/s (b)相同激光
图10 不同的激光条件下的熔覆层
如图10（a）所为相同焊速度下，不的光功率时的熔覆层硬度分。由图中可以看出，在熔覆层硬度的分布是先增大，然后减小，也就是说熔覆层硬度最高的位置位于距熔覆层表面一定距离的地方，并激光功率的提高，在熔覆中随着距表面的增大，硬度值增大的斜率越来越大，即功越大，表层硬度低。图10（b）所示为相同激光功率下，不同的焊接速度的熔覆层度分布。由图中可以看出，随焊接速度的提高，的来说，覆层中的硬度值是增大的，斜率变化不是很
5 实验总结
5.1 结论
1、随着熔覆边缘的离的增大，其显微硬度值先增大，然后缓慢减小，最终于稳定。 2、随着激光功率的提高，熔层表面形越来越好，此外熔覆层中孔洞数量越来越少。 3、随着焊接速度提高，焊缝的形越来越
4、在熔覆硬的分布是先增大，然后减小，此外着激光功率及距熔覆层中表面距离增大，硬度值增大的斜率越来越大，即功大，表
1、实验据对较，实验结果具有一定片面性，应进一步确定组实验，验证功率、速度的影响，如是否随率的增加，成形会越来越好，或者出现临界功率，致使过一定值后
2、此实是确定光斑直径，可以进一步探讨光斑直
3、实验除考虑率速度等可调参数外，其他外在原因也考虑在内，如水玻璃的浓度影响熔覆成形、烘干程度对焊接缺陷的影响等，可以进一确定最佳数后
[1] 会
[2] SUN Hui-lai， LIN Shu-zhong， WANG Jin-gang， ．The Application of the Fuzzy Evaluation in Laser Micro-manufacturing System．Kluwer Academic Publishers [A]．Europe-Asia Symposium on advanced Engineering Design and manufacturing for globalization 2004 (EASED2004) [C]．2004．
[3] Li Hong-lai， Lin Shu-zhong， Sun Hui-lai， ． Study on Laser Processing Craft for The Fluid Dynamic Grooves of Journal Bearing [A]．The 6th International Conference on Frontiers of Design and Manufacturing (ICFDM'04) [C]．2004．
[4] Sun Hui-lai， Lin Shu-zhong， Li Hong-lai， ．Research on Graphics Control Algorithm in Dual-Galvanometric Laser Scanning Manufacturing [A]．The 6th International Conference on Frontiers of Design and Manufacturing [C]．Xi'an．2004．
激光加工实验报告要求
激光打标实验
一、实验目的：
通过实验，解型激光打标机结构组成、加工特点、本原理及应用场合；学会利用激光标的控制软件进行简单图形的编辑；在此基上，掌握
二、实验要求：
1. 熟悉激光打标机的结构及各部分作用，重点为光学谐振
2. 熟悉激光打标机的控制软件及作，学会简单图形的编
3. 了解激光打标工艺参数的选择与加工质量之
4. 典型材料和图案的激光打标工艺设计及设备
三. 实验报告要求
1.简要叙述激光打标机的工作原理
YAG/M50型激光打标机基本工作原理
2. 画出激光器关键组成部分光学谐振腔及振
光
振镜部分的示意图
3.析激光打标机加工的结构特点和
结构特点
性能参数
4.根工后的图形定性分析激光打标时不同激参数对加工表面质量和加工
a．有效矢量步长(建议值：0．01mm)
作
太大：打标出的笔画不够精细，稀疏，无深度，打
太小：打标山的笔画精细，致密，有深度，打
b．有效矢量步间延时(建议值：20us)
作
太大：打标出的笔画精细，致密，有深度，打
太小：打标出的笔画不够精细，稀疏，无深度，打
c．空矢量步长(建议值：0．03us)
作：空笔画划分成许多等份，每份
太大：笔处理时间短，打标总时间减少，但会出现笔画连的情况。太小：空笔画处理
d．空矢量步间延时(建议值：20us)
作
太：空笔画处理时间K，打标总时
太小：空笔画处理时间短，打标总时减少，但会出现笔画
e．激光开延时(建议值：2step)
作用：一笔结束后，到另一个笔画的开始，由于存在着首脉冲题，开始点会形成重点。让振镜前走一
太大：振镜往前走得太多，激光才打开，笔画的开始
太小：振镜往前走得太少，激光就打开，笔画开始点
5. 思考题：阐述目前激光打标机的主应用行业，并列举典型
激光雕刻实验
一、实验目的：
通过实验，解CMA-960F型激光雕刻机的结构组成、工特点、基本原理及应用场合；学会用激光雕刻机的控制软件进行简单图形的编辑；在基础上，掌激光
二、实验要求：
1. 熟悉激光雕刻机的结构及各部
2. 熟悉激光雕刻机的控制软件及作，学会简单图形的编
3. 了解激光雕刻工艺参数的选择与加工质量之
4. 典型材料和图案的激光雕刻工艺设计及设备
三. 实验报告要求
1.简要叙述激光雕刻机的工作原理
激光雕刻形式样，但本原理同。激光束经过导光聚焦系统后射向被雕刻材料，利用激光和材料相互作用，将材料指定范围除去，而在未被激光束照射到的地方料保持原样。通过制激光的、激光脉冲的能量、激光光斑的大小、光斑动轨迹和光斑运动速度，就可以使材料表面留有规律且具有一定深度、尺寸形状的凹点凸点，这些凹凸点就是所要雕刻的立体图
CMA-960F型激光雕刻机的基本
2.简述封离型CO2激光器的工作原理
激光器选用的封离CO2激光，这种激光器的工作气体不流动，直流自持放电产生的热量靠玻璃管或石英管壁导散热，热导率低，泵浦方式是气体放电激，工作介质双原或三原子，由于放电过程中，部分CO2分子分解为CO和O，需要补充新鲜气体以防止CO2含量小导激光输出下降，加入少
3. 画出移动式导光臂工作示意图。
CMA-960F激光雕刻机的移动式导光
4. 分析激光雕刻机加工的结构特点、性能参数
结构特点
性能参数
5.述激光雕刻参数和方式设置对加
6. 思考题：阐述激光雕刻机的实际应用场合及
