激光加工的技術發展趨勢

1．優化激光工作參數。建立加工作業標準和相應的數據庫

通過控制激光照射的能量密度和照射時間可以實現多種類型的加工，例如激光打孔和切割等以去陳金屬為目的，利用的是金屬的蒸發現象，同時為了保證加工精度，又要求照射時間能使加工部位快速蒸發，又能防止加工部位以外的金屬不致因傳熱引起升溫或熔化；激光焊接時，要求在不致發生熱變形的短時間內，使焊接部位的溫度盡可能超過金屬熔化溫度而又不到金屬蒸發溫度；激光淬火時，又要求溫度控制在金屬相變點以上，熔點以下的范圍內，圖1示出不同加工方法所需的激光能量密度和照射時間。為了充分發揮激光加工的優點，需針對不同加工對象和加工類型進一步優化激光工作參數，以便能獲得高的效率和加工質量。

2．發展激光多工位分時綜合加工

根據激光加工的特點，利用同一激光電源，通過靈活地控制能量密度和照射時間，在不同工位上分時實現多種方式加工，使一些工件的切割、打孔、刻劃、焊接和表面處理等可在一臺設備上集成地進行綜合加工。

3. 研究大功率、高壽命和小型化的微光裝置

提高激光功率需解決以下一系列問題如：

l）研制適用于大功率激光的光學器件材料。由于大功率激光束透過的窗口材料和透鏡等光學器件時，它們要承受高壓的擊穿力，并因吸收激光使溫度上升而引起破壞。因此應根據不同的激光波長研制適用的光學器件材料。

2）提高電源的穩定性和壽命，對于CO2氣體激光要解決大功率激光器的放電穩定性；對于YAG固體激光器要研制大容量、長壽命的光泵激勵光源，如采用半導體光泵可使能量效率大幅度地增長。

3）大功率激光裝置的小型化。同軸型CO2激光器結構簡單，增益大而均勻，放電穩定，為了加大輸出功率需增大長度，雖可對激光管采用折疊式和應用高速鼓風機來加速氣流進行改善，但功率增大仍受限制。

雙軸直交型增大了放電截面積，可以采用折疊式射束通道使外型縮小，但需超高速送風（50～15Om/s）的鼓風機，并要求反射鏡結構穩定和防止光損失等。

三軸直變型的最大特點是整個裝置小型緊湊，可將氣體密封運轉，用它發展大功率激光器有很強的實用性。圖2所示為美國研制的三軸直交型CO2氣體激光器，其也極位置比較合理。缺點是要求在高壓氣體中才獲得穩定放電,共振器的光學元件要耐受高壓。因此研制小型緊湊、可靠性高而又經濟的激光器是發展大功率激光加工的一個技術關鍵。
相關網站推薦：上海激光管 http://www.shshenlei.com