電子束焊接問世10年后,日本大阪大學(xué)于1967年研制出世界上第一臺功率為1kW的CO 2
激光加工機(jī),并用于焊接和切割薄板。30年來,
激光加工已從實(shí)驗(yàn)室走向了實(shí)用化階段,并進(jìn)入了原來由
電子束加工的各個(gè)領(lǐng)域,大有取代電子束加工的勢頭。但實(shí)踐證明,激光和電子束作為高能量密度熱源,除了具有很多相同技術(shù)特點(diǎn)外,在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能上,針對不同的應(yīng)用場合,仍有各自不同的特點(diǎn)。因此在實(shí)際應(yīng)用中,合理地選取其中一種加工手段就成為非常必要的工藝選擇過程。
}"B? 8T@_~ 0gD59N'C 本文將通過某些應(yīng)用實(shí)例,說明電子束加工與激光加工的互補(bǔ)性,為合理地應(yīng)用提供參考意見。
wU)5Evp[ .L5*E(<K0 一、小功率激光加工的迅速發(fā)展
[Pwo,L,) emY5xZ@N 激光進(jìn)入加工領(lǐng)域后,不斷努力提高輸出功率,1kW以上的軸流、2kW以上的 CO2及300W以上的 YAG
激光器已廣泛的用于切割、焊接和熱處理等工業(yè)生產(chǎn)線上。然而,近幾年來發(fā)展更快的則是小功率激光器,從數(shù)量上看,用于加工的封離式CO2激光器和燈泵浦的YAG激光器每年都以20~25%的速度增長。準(zhǔn)分子激光器、二極管激光器及二極管泵浦的固體激光器在材料加工領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了發(fā)展,從1994年到1996年三年之間,每年都成倍增長。
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h4s( #IhLpO 以前小功率激光在材料加工方面主要用于
半導(dǎo)體及微電子制造業(yè)的打標(biāo)、鉆孔、曝光、退火及調(diào)阻等。而在其他工業(yè)部門及生活用品的加工中,雖然也用于打標(biāo)、非金屬切割、薄件焊接和打孔等各種加工,但總體上數(shù)量不算大。封離式CO2激光器具有尺寸小、使用方便和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),但在材料加工方面應(yīng)用得還不多。一是因?yàn)閷ζ錆撛诘膽?yīng)用價(jià)值認(rèn)識不足;二是受其本身輸出功率小的限制。近年來封離式射頻激勵(lì)CO2激光器發(fā)展迅速,為開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造了條件。美國相干公司研制出了連續(xù)輸出功率500W(脈沖功率1.5kW)的慢流射頻激勵(lì)CO2激光器,其外形尺寸只有280×240×1200mm,重量61kg。一次充氣后使用壽命達(dá)2~2.5萬小時(shí),并已用于模切板和陶瓷基片的切割。