特種加工技術——激光加工的基本原理和特點
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一、激光加工的基本原理
激光是一種通過入射光子的激發使處於亞穩態的較高能級的原子、離子或分子躍遷到低能級時完成受激輻射所發出的光。由於這種受激輻射所發出的光與引起這種受激輻射的入射光在相位、波長、頻率和傳播方向等幾方面完全一致，因此激光除具有一般光源的共性之外，還具有亮度高、方向性好、單色性好和相干性好四大特性。激光的上述優異特性是普通光源望塵莫及的。由於激光的單色性好和具有很小的發散角，因此在理論上可聚焦到尺寸與光波波長相近的小斑點上。其焦點處的功率密度可達107~1011W/m2，溫度可高至上萬攝氏度，使任何堅硬的材料都將在瞬時(<10-3s)被急驟熔化和蒸發，並通過所產生的強烈的衝擊波被噴發出去。因此，可以利用激光進行各種材料〔金屬、非金屬)的打孔、切割等加工，使激光加工成為可能。
二、激光加工的特點
激光加工就是利用材料在激光照射下瞬時急劇熔化和氣化，併產生強烈的衝擊波，使熔化物質爆炸式地噴濺和去除來實現加工的。
由於激光具有的寶貴特性，因此就給激光加工帶來如下一些其他方法所不具備的可貴特點。
(1)激光加工過程中，激光束能量密度高，加工速度快，並且是局部加工，對非激光照射部位沒有影響或影響極小。因此，其熱影響區小，工件變形小，後續加工量小。
(2)屬於無接觸加工，加工速度快，無噪聲，對工件不汙染。
(3)由於激光易於導向、聚集和發散，可以使光束改變方向，與數控機床、機器人連接來構成各種加工系統，適用於自動化。
(4)可以對多種金屬、非金屬進行加工，特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料。
(5)可以通過透明介質對密閉容器內的工件進行各種加工。
(6)激光加工不受電磁干擾，與電子束加工相比，不需要真空環境，也不會產生X射線，是一種無公害加工。
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