激光加工PDF电子书下载

第1章　什么是激光加工 1

1.1　激光加工的种类 2

1.2　激光加工的特征 3

1.3　加工用激光的种类 5

1.3.1　各种激光与加工用途的关系 5

1.3.2　激光波长和金属光谱反射因数的关系 6

1.3.3 根据加工来区别使用不同的激光 7

1.4.1　光束强度的分布 8

1.4　激光的基础 8

1.4.2　聚光点的强度分布 11

1.4.3　CW（连续波）输出和脉冲输出 12

1.4.4　集光特性 13

1.5　辅助气体流动的基本特性 14

1.5.1　各种加工和辅助气体的作用 14

1.5.2　适合加工目的的喷嘴 15

1.5.3　关于辅助气体的消耗量 17

2.1　激光切割的原理 19

2.1.1　激光切割的机理 19

第2章　激光切割的基础 19

2.1.2　加工气体（辅助气体）的作用 21

2.1.3　加工气的种类 22

2.2　加工质量 24

2.2.1　加工精度 24

2.2.2　关于尺寸变化 25

2.2.3　金属切割中的坡度 30

2.2.4　非金属切割中的坡度 32

2.2.5　切断面的粗糙度 34

2.2.6 热影响 37

2.2.7 沾渣 38

2.2.8　炭化 41

2.2.9　缺口 42

2.2.10　精度测定仪器 43

2.3　加工条件 43

2.3.1　各种加工条件参数 45

2.3.2　激光输出功率对加工的影响 55

2.3.3　脉冲频率（低频率）对加工的影响 57

2.3.4　脉冲频率（高频率）对加工的影响 59

2.3.5　脉冲比例对加工的影响 60

2.3.6　加工速度对加工的影响 62

2.3.7　辅助气体压力对加工的影响 63

2.3.8　开孔时间对加工的影响 65

2.3.9　焦点位置对加工的影响 65

2.4　加工成本 67

第3章　实际上的激光切割 73

3.1　穿孔的难度 73

3.1.1　穿孔的原理 73

3.1.2　对付穿孔中出现缺陷的四个原则 75

3.1.3　适当的穿孔条件 78

3.1.4 防止在对不锈钢进行穿孔时出现须状物 80

3.1.5　高反射材料穿孔时的注意事项 80

3.2　缩短加工时间的方法 81

3.2.1　加工时间的内涵 82

3.2.2　正确使用加工程序的方法 83

3.2.3　提高切割速度的加工条件 85

3.2.4　不锈钢切割的常识 87

3.2.5　碳钢切割的特殊情况 89

3.2.6　缩短加工时间的实例 90

3.3　提高加工精度的方法 91

3.3.1　用程序修正热变形 91

3.3.2 防止厚板切割过程中终端部分的熔损 92

3.3.3　选择适合加工形状的条件 94

3.3.4　要改善坡度就要保证被加工件表面的光束焦点处直径最小 95

3.3.5 防止切割管材时发生里面熔渣附着 95

3.3.6　切割超薄板时的注意事项 97

3.3.7　提高斜切割质量的方法 99

3.3.8　如何切割生锈的材料 101

3.3.9　穿孔定位 102

3.3.10　切割格纹板时的注意事项 103

3.4　预防在碳钢厚板切割中出现的质量问题 104

3.4.1　检查被加工件的表面状况 104

3.4.2　保存条件和检查记录 106

3.4.3　检查光轴偏离的简单方法 107

3.4.4 热透镜作用造成加工不良的初步判断方法 108

3.4.5 热透镜作用造成加工不良的进一步判断方法 109

3.5 防止不锈钢厚板无氧化切割中发生加工不良的方法 112

3.5.1 穿孔后的切除部分 112

3.5.2　从沾渣状态推断合适的焦点位置 114

3.5.3　选择喷嘴直径 115

3.6　刻线的方法 116

3.6.1　加工条件的调整方法 116

3.6.2　各种加工条件 117

3.7　木材的切割特性 117

3.7.1　各种木材的最大切割速度 118

3.7.2　木纹与切割特性的关系 120

3.7.3　提高切割精度 121

3.7.4　用激光加工木材的实例 122

第4章　加工不良发生时的检查项目 124

第5章　激光熔接的基础 129

5.1　激光熔接的原理 129

5.1.1　激光熔接的机理 129

5.1.2　与TIG熔接相比较得出的激光特征 130

5.1.3　加工气体的作用 132

5.1.4　各种熔接用的光学系统 133

5.1.5　激光能量的有效利用（熔融效率） 134

5.1.6　金属组合与熔接性 135

5.2.1　激光熔接能力的评价 137

5.2　熔接质量的评估 137

5.2.2　各种各样的熔接缺陷 138

5.2.3　熔接困难的材料和解决问题方法 141

5.3　加工条件参数 141

5.3.1 激光输出功率对加工的影响 142

5.3.2　熔接速度 142

5.3.3　聚光光学系统的焦点距离对加工的影响 143

5.3.4　焦点位置对加工的影响 145

5.3.5　保护气体对加工的影响 147

5.3.6　输出功率形态对加工的影响 148

5.4　熔接用CO2激光和YAG激光（Nd:YAG） 150

第6章　实际的激光熔接 152

6.1　关于熔接连接的注意事项 152

6.2　关于熔接用的工具 156

6.3　激光熔接的顺序 156

6.4　选择机种 161

6.4.1　输出功率3kW以下的CO2激光熔接 161

6.4.2　输出功率5kW的CO2激光熔接 162

6.4.4　输出功率1kW以下的YAG激光熔接 163

6.4.3　输出功率10kW的CO2激光熔接 163

6.4.5　输出功率2kW的YAG激光熔接 165

6.5　设定加工条件的基准 165

6.5.1　关于输出功率和速度的设定 166

6.5.2　不同厚度材料的平熔接 166

6.5.3　坡度的控制 167

6.6　间隙范围的改善 168

6.6.1 光束扫描 169

6.6.2　使用金属丝 169

6.7　目标偏差的改善 170

6.8　强度的改善 172

6.9　熔接不好时怎么办 172

6.9.1 不同厚度的材料用激光熔接后再冲压成形时产生裂缝 172

6.9.2　气孔或疤痕的发生 173

6.9.3　找不到点熔接的条件 174

6.9.4　对接熔接的强度不足 174

6.9.5　高强度钢板的对接熔接特性 175

6.9.6　在SPHC材料和SUS 304不锈钢的熔接中产生裂缝 175

6.9.7　镀锌钢板熔接时的气孔 175

6.9.8　T形填补连接的角变形 177

6.10　熔接部位断面的宏观试验 178

6.10.1　碳钢 178

6.10.2　不锈钢 178

6.10.3　铝合金 178

6.10.4　纯钛及钛合金 179

第7章　激光表面淬火的基础和加工特性 180

7.1　表面淬火的原理 181

7.1.1　激光的强度分布 182

7.1.2　淬火特性 184

7.2　淬火能力 185

7.2.1　硬度分布和加工条件的关系 186

7.2.2　入热量和硬化深度的关系 188

7.2.3　扩大硬化层宽度 189

7.3　提高光束光谱吸收因数 190

7.3.1 光束吸收剂的重要性 190

7.3.2 利用布鲁士特角（Brewster angle） 190

7.4　激光表面淬火的应用情况 191

参考文献 192