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  不銹鋼激光切割加工3個常見熱加工技術詳細解釋

  熱加工技術詳細解釋：激光切割機的熱加工技術在很多領域都有廣泛的運用，小到零部件的加工，大到、航空、船舶等大型的行業，激光切割機的身影都是不可或缺的，本文中，信爾自動化設備帶你了解3個常見的激光切割機熱加工技術詳細解釋。

  激光熱處理技術

  當以一定速度運動的激光束照射到金屬表面時，表面金屬吸收能量后迅速發熱。當光斑移動時，基體材料吸收了表面金屬的熱量，使表面金屬的溫度以非常高的速度迅速下降，形成不同于傳統淬火的自淬火。由于自淬火的冷卻速度非常高，可以得到具有特殊微觀結構的表面改性層，對提高金屬的硬度、耐磨性、耐蝕性和耐疲勞性有很好的效果。激光熱處理是發展起來的激光加工技術，目前已形成比較完善的理論和工程應用技術。對于可以通過相變強化的碳鋼和合金結構鋼，激光表面淬火可以產生比傳統淬火更高的硬度，甚至對于一些沒有淬透能力的低碳鋼材料也可以產生較高的硬度。

  激光表面重熔技術

  用高于激光表面淬火的激光功率密度照射金屬表面，會使表面金屬熔化。光斑移動后，基體金屬吸熱，使熔池中的金屬液迅速凝固，形成具有極細晶粒和超飽和固溶的強冷微結構。由于細晶粒強化和固溶強化的作用，可明顯提高材料表面的硬度和耐磨性。研究表明，通過重熔可以使鋁合金的硬度提高30%~100%，這是簡單的激光加工技術，但強化范圍有限。對于承受交變載荷的飛機結構鋁合金型材和板材，激光重熔后需要存在的過熱層的疲勞質量是決定結構使用壽命的關鍵。因此，在進入工程應用前，需要通過實驗驗證激光重熔對材料疲勞性能的影響。對于結構鋼材料，重熔硬化效果顯著。

  激光表面合金化技術

  在激光熔化表面金屬時，通過向熔池中加入設計好的合金元素，可以在不改變基體合金成分的情況下，在表面獲得所需性能的合金層。該技術對制造有特殊性能要求的零件非常有利，可以制造傳統制造技術無法實現的材料不均勻、性能不均勻的金屬或復合材料零件。由于激光表面合金化過程中熔池的冷卻速度非常高，可以形成傳統冶金工藝條件下難以實現的合金和結構。因此，可以根據需要形成硬度高、耐磨、耐蝕性好、耐熱性好的合金層。針對鋁合金，試驗了Cu、Fe、Si、Ni、Cr、WC、SiC等多種合金體系的激光表面合金化技術。其中，金屬間化合物AlNi和Ni3Al分散在Ni基合金層中，具有較高的硬度和耐磨性，但合金層脆性大，易開裂。在激光包覆的結合界面上，基體與包覆材料之間需要有一個合金化的冶金過程。

  激光熱加工的原理

  激光加工是利用光能經透鏡聚焦后在焦點處達到高能量密度，利用光熱效應進行加工。激光加工不需要工具，加工速度快，表面變形小，可以加工各種材料。激光束用于材料的加工，如沖孔、切割、劃線、焊接、熱處理等。一些具有元能級的物質在外來光子的激發下，會吸收光能，使高能級的原子數大于低能級的原子數--粒子數相反。如果有一束光照射，光子的能量等于這兩種能量的相應差值，就會產生刺激輻射，輸出大量的光能。

  激光熱加工的特點

  從世界激光產品的應用領域來看，材料加工行業仍是其主要應用市場，占35.2%;通信行業位居，占30.6%;此外，數據存儲行業占據第三位，占12.6%。

  與傳統加工技術相比，激光切割機加工技術具有材料浪費少、規�；a成本效應明顯、對加工對象適應性強等優點。在歐洲，激光技術基本用于汽車外殼和底座、飛機機翼和器機身等特殊材料的焊接。

  1. 激光功率密度高，工件溫度迅速上升，吸收激光后熔化或汽化。即使是高熔點、高硬度、高脆性的材料(如陶瓷、鉆石等)也可以用激光加工。

  2. 激光頭不與工件接觸，不存在加工刀具磨損的問題。

  3. 工件不受力，不易污染。

  4. 可以加工移動的工件或密封在玻璃殼內的材料。

  5. 激光束的發散角可小于1毫弧，光斑直徑可小至微米，作用時間可短至納秒、皮秒。同時，大功率激光器的連續輸出功率可以達到千瓦到十千瓦的數量級，所以該激光器既適用于微加工，也適用于大規模材料加工。

  6. 激光束易于控制，并與精密機械、精密測量技術和計算機相結合，實現高自動化和高加工精度。

  7. 在惡劣的環境或他人難以進入的地方，可采用機器人進行激光加工。

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