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激光在工业领域有着广泛而重要的应用,主要包括以下几个方面:
**一、材料加工**
1**激光切割**
-**金属切割**:能够精确地切割各种金属材料,如不锈钢、碳钢、铝等。激光切割可以现复杂形状的切割,切口窄、热影响区小、切割精度高。例如在汽车制造中,用于切割汽车车身的板材,制造各种零部件;在航空航天领域,切割钛合金等高强度、难加工的金属材料来制造飞机发动机部件等。
-**非金属切割**:对于一些非金属材料,如木材、塑料、陶瓷等也有很好的切割效果。在家具制造中,激光切割可以现对木材的精细加工,制作出复杂的花纹和形状;在电子工业中,用于切割印刷电路板(PCB)等塑料材质部件。
2**激光焊接**
-**精密焊接**:适用于微小零件的焊接,如电子元件、珠宝首饰等。激光焊接可以产生极小的熔池,热影响区小,焊接变形小,能够保证焊接的精度和质量。例如在手表制造中,激光焊接用于连接表链、表芯等微小部件。
-**大型结构焊接**:在大型金属结构的制造中,如桥梁、船舶、压力容器等,激光焊接可以提高焊接速度和质量。与传统焊接方法相比,激光焊接可以现深熔焊,提高焊接接头的强度,同时减少焊接缺陷。
3**激光打孔**
-在各种材料上打孔,包括硬度高、难加工的材料。例如在航空发动机叶片上打孔,用于冷却通道的制造;在硬质合金刀具上打孔,用于改善刀具的切削性能。激光打孔的精度高、速度,可以打出直径很小的孔,并且孔的形状可以根据需求进行控制,如圆形、方形等。
4**激光表面处理**
-**表面淬火**:通过激光对金属表面进行速加热和冷却,提高金属表面的硬度和耐磨性。在机械制造中,常用于提高机床导轨、齿轮等零部件的表面硬度,延长其使用寿命。
-**表面合金化和熔覆**:将合金粉末或其他材料熔覆在金属表面,改变金属表面的成分和性能。例如在模具制造中,通过激光熔覆提高模具表面的耐磨性、耐腐蚀性等性能;在石油开采设备中,进行表面合金化处理,提高设备在恶劣环境下的抗腐蚀能力。
**二、测量与检测**
1**激光测距**
-在工业环境中,用于测量距离、长度、高度等尺寸。例如在建筑施工中,激光测距仪可以速、准确地测量建筑物的高度、房间的长度和宽度等;在大型机械制造中,测量大型零部件的尺寸,保证加工精度。
2**激光维测量**
-利用激光扫描技术获取物体的维形状信息。在工业产品设计、逆向工程中广泛应用。例如在汽车外观设计中,通过激光维测量获取汽车模型的外形数据,然后进行计算机辅助设计(CAD)建模;在文物保护中,对文物进行维扫描,为文物的修复和研究提供数据支持。
3**激光检测缺陷**
-用于检测材料和零部件的内部和表面缺陷。例如在焊接质量检测中,通过激光超声检测技术可以检测焊接接头内部是否存在裂纹、气孔等缺陷;在金属板材检测中,利用激光表面缺陷检测技术,检测板材表面是否有划痕、凹坑等缺陷。
**、打标与标识**
1**激光打标**
-在各种工业产品上打标,如在电子产品(手机、电脑等)上打上型号、序列号、商标等标识;在五金制品(工具、锁具等)上打上品牌标识、规格等信息。激光打标具有长时间性、精度高、不易磨损等点,而且可以现多种图案、文字和二维码等复杂标识的标记。
2**激光雕刻**
-对材料进行深度雕刻,用于制作工艺品、模具等。在木雕、玉雕等工艺品制作中,激光雕刻可以现精细的图案雕刻;在模具制造中,激光雕刻可以制作出复杂的型腔和纹理。
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