先进制造论文_先进制造论文

先进制造论文由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“先进制造论文”。

标题：先进制造技术 题目：激光技术的应用学院：机械电气工程专业：学号：姓名：马向营

09 机制 2009092503

摘要：激光是新一代光源目前在许多领域得到了广泛应用，伴随着科技的高速发展，激光技术已经融入到了我们的生活中，并为大家逐渐了解熟悉。日常生活用品中，几乎所有的产品外包装上都要标有生产日期，这些都可以是激光打标的应用对象。伴随着激光技术的发展，它在工业、农业、医学、农艺等各方面应用广泛。为我们的生活带来便利。

关键字：激光 应用 发展趋势 特性

我们利用激光器发出的激光进行的一切有益的活动。应用激光，归根结底，是利用它的相干性、准直性和单色性好的特点。但是，不同激光器发出的激光，其波长、功率、能量密度和发散度不同，因而按其性质有不同的应用。一套完整的激光应用设备，应包括激光主机、激光传输系统和外围设备。激光主机，根据不同需要，可以由激光器、计算机控制系统、电源系统和冷却系统等不同部分组成。激光传输系统，可以由光导纤维或导光臂以及激光探头组成。外围设备，则有数控机床、跟踪瞄准系统、防护装置以及其它一些相关设备。

激光的应用，按照激光探头是否与激光作用的物质接触，分为接触式和非接触式两种工作模式。激光应用的领域，主要有工业、医疗、商业、科研、信息和军事六个领域。工业应用中，材料加工和测量控制；医疗应用，有治疗和诊断；商业应用，有印刷、制版、条码判读、激光唱盘、视盘读写、激光全息和娱乐等；科研应用，有光谱学应用和基础应用，信息应用，有计算机光盘读写和光纤通信等；军事应用有遥感、模拟、制导、测距、瞄准、激光致盲和激光武器等。随着激光技术的发展，自由电子激光器化学激光器和X射线激光器异军突起，越来越显示出它们的应用潜力。自由电子激光的波长连续可调，在医疗、生物和材料学等领域大有应用前景；化学激光由于可实现大功率输出，在工业和军事领域有很大的应用价值；X射线激光，因波长短，可用于细胞照相和等离子体诊断等方面。

下面主要讲一下激光技术在机械工程方面的应用。激光焊点表面存在金属堆积，焊点中心则呈现不同程度的下塌，这主要是由于金属来不及回填产生的当激光功率达到一定值时，熔池中的液态金属急剧蒸发形成匙孔，并产生一个反冲力，把液态金属推向熔池的边缘，堆积在焊点周围。当激光停止作用时，金属不再蒸发，反冲力消失，堆积的金属重力的作用下重填匙孔，同时液态金属冷却凝固。如果金属没有完全回填匙孔的情况下凝固，就会在焊点表面形成下塌。

相对于连续焊来说，由于激光点焊加热时间短，金属冷却凝固速度很快，所以下塌现象更明显。另外，点焊过程中还存在着金属损失，这种损失一方面是由于激光点焊时金属急剧蒸发，另一方面是金属蒸发时产生的反冲压力造成金属飞溅。未熔透情况下焊点表面均无下塌现象，且功率变化对熔深的影响较大。焊点完全熔透，此时表面出现明显下塌，甚至在焊点的表面中心形成凹坑，激光功率越大，凹坑现象越明显。气孔现象要比熔透情况下明显。气孔位置一般出现在熔合面附近，这可能是由于激光功率较小时熔池的搅动不够剧烈，熔池中的气泡无法很快的上浮，从而形成气孔。激光焊接技术具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。激光在工业领域中的应用是有局限和缺点的，比如用激光来切割食物和胶合板就不成功，食物被切开的同时也被灼烧了，而切割胶合板在经济上还远不合算。

激光珩磨是采用高能脉冲激光束在零件表面刻蚀出宽度为10 ～ 50微米、深度为5～100 微米的微细小槽，以改善材料表面润滑特性的技术。激光刻蚀可以精确控制刻槽的深度和样式。在缸套内壁激光刻蚀微细槽，所刻蚀的细槽在摩擦副运动过程中起到储油和收集磨屑的作用，降低了的摩擦系数，从而大幅度提高摩擦副的使用寿命。激光刻蚀可用于高压环境下工作的各类重载零件，如高速、高压空气压缩机缸体内壁等。激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。在激光出现之前，只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度最大的金刚石上打孔，就成了极其困难的事。激光出现后，这一类的操作既快又安全。但是，激光钻出的孔是圆锥形的，而不是机械钻孔的圆柱形，这在有些地方是很不方便的。

激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能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化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。准分子激光打标是近年来发展起来的一项新技术，特别适用于金属打标，可实现亚微米打标，已广泛用于微电子工业和生物工程。

激光精细刻蚀的基本原理是将高光束质量的小功率激光束聚焦成极小光斑，在焦点处形成很高的功率密度，使材料在瞬间汽化蒸发，形成孔、逢、槽。其加工工艺包括激光微纳切割、划片、刻蚀、钻孔等。

激光精细刻蚀的特点是利用激光具有的无接触加工、柔性化程度高、加工速度快、无噪声、热影响区小、可聚焦到激光波长级的极小光斑等优越的加工性能，获得良好的钻孔、划片、刻蚀和切割尺寸精度和加工质量，尤其是与某些材料相互作用是属于“光化学作用”的“冷加工”，可获得无碳化效果，在电子半导体材料加工中应用十分广泛。激光相变硬化是激光热处理中研究最早、最多、进展最快、应用最广的一种新工艺,适用于大多数材料和不同形状零件的不同部位,可提高零件的耐磨性和疲劳强度,国外一些工业部门将该技术作为保证产品质量的手段。

激光包覆技术是在工业中获得广泛应用的激光表面改性技术之一,具有很好的经济性,可大大提高产品的抗腐蚀性。激光表面合金化技术是材料表面局部改性处理的新方法,是未来应用潜力最大的表面改性技术之一,适用于航空、航天、兵器、核工业、汽车制造业中需要改善耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的零件。

激光上釉结合火焰喷涂、等离子喷涂、离子沉积等技术,在控制组织、提高表面耐磨、耐腐蚀性能方面。激光在电子工业中也得到广泛应用。可以用它来进行微型仪器的精密加工，可以对脆弱易碎的半导体材料进行精细的划片，也可以用来调整微型电阻的阻值。随着激光器性能的改善和新型激光器的出现，激光在超大规模集成电路方面的应用已经成为许多其他工艺所无法取代的关键性技艺，为超大规模集成电路的发展展现出令人鼓舞的前景。

激光技术是高科技的产物，其产生又推动了科学研究的深入发展，并开拓出许多新的学科领域，如非线性光学、激光光谱学、激光化学、激光生物学等。激光被用来研究与生命密切相关的光合作用、血红蛋白、DNA等的机制。激光还将成为时间和长度的新标准，以后任何高精度的钟表和米尺都可以用某一特定波长的激光束来标定。

激光在核能应用上也将大显身手。乐观的专家们估计，到2020年强大的激光会产生安全经济的热核聚变，这类似恒星内部的核反应过程。如果实现，热核聚变将带来巨大无比的社会和经济效益，能源危机亦将不复存在。到那时，一桶水中的氢聚变后所产生的电力足够一个城市使用。激光的应用前景。

激光信息储存激光全信息照像技术的发展为信息储存技术开辟了新途径,它既可以把信息储存在介质的表面上也可以把信息储存在介质内。光学计算机这是用激光传递信号的计算机,它的特点是处理速度快,信息容量大,运算速度高。信息高速公路即高速通信网络,它是通过光缆把全国乃至全世界的科研机构、实验、图书馆、工矿企业、政府各部门以及个个家庭用的计算机联接起来,用激光来传输文字、声音和图像,使所有的计算机用户做到资源共享。目前我国在这方面的研究已经启步。

激光技术是多种学科和技术高度综合的产物,反过来它又促进了科学技术的发展激光应用于其它领域的研究,不仅产生了许多交叉学科,也促进了许多新兴学科的飞速前进。然而激光毕竟只有三十几年的历史,激光的许多方面还未被人们认识,许多应用技术正处于探索阶段。可以想象,等人们掌握了更多的激光特性之后,激光将会显示出它无穷的魅力,激光的应用前景将是十分广阔的