8、激光切割技术及应用VIP

激光切割技术图4.3

切割品质与焦点位置的关系图4.4

割缝宽度与焦点位置的关系图4.6

割缝宽度和激光功率的关系（1kgf/cm2＝98.0665kPa）图4.7

切割品质随功率与切割速度的变化（1kgf/cm2＝98.0665kPa）

图4.8

几种CO2激光束横截面强度分布图4.9

高功率固体激光通过光纤后光束横截面强度分布

图4.10

3300W全固态激光束横截面强度分布

激光器类型封离式慢速轴流横流快速轴流涡轮风机快速轴流扩散冷却型SLAB出现年代20世纪

70年代中期20世纪

80年代早期20世纪

80年代中期20世纪

80年代后期20世纪

90年代早期20世纪

90年代中期最大功率

／W5001000200005000100004500光束品质M2不稳定1.51052.51.2光束品质Kf

/mm．mrad不稳定5351794.5表4.1

常用CO2激光器的光束品质

激光器类型灯激发体半导体激发片状固体

DISCLD端面激发Slab单颗光纤

激光器多颗积体

光纤激光器出现年代20世纪

80年代20世纪

80年代末期20世纪

90年代中期20世纪

90年代末期21世纪初21世纪初功率／W600044004000（样机）20070010000光束品质M2703571.1470光束品质Kf

/mm．mrad25122.50.351.425表4.2工业用固体激光器的光束品质

图4.11切割不同材料钢材时的激光焦点位置

4.4.1板金件激光切割图4.12激光切割的板金件

一、一般金属板的激光切割

图4.13

激光切割的合金齿轮图4.14

激光切割的合金锯片图4.15

激光切割的机箱壳板

图4.16

德国TRUMPF公司的平面切割机床

图4.17

CO2激光加工机器人

图4.19

激光切割的实木美术字

激光切割的透明有机板不但精度高，而且切口光亮，适合制作仪器面板、衬板，或直接黏置有机玻璃器皿。图4.20

激光切割的透明有机板

图4.21激光切割的皮件

1.激光割缝筛管的特点(1)防砂性能好、无堵塞（梯形割缝），可提高采油品质。(2)极大提高了割缝抗流砂的磨蚀作用。(3)增大了过流面积，提高了产油量。(4)筛管寿命长，减少修井，降低采油成本。(5)割缝筛管激光加工效率高，品质优良，成本低。图4.22割缝断面为矩形的窄缝激光割缝管样件

梯形割缝，断面为梯形缝的切割，每条缝是通过采用来回切两刀的方式，并且光轴不穿过管子的轴线，达到形成梯形的两个侧面。图4.23割缝断面为梯形的激光割缝管样件

4.割缝品质割缝面粗糙度为Ra＜6.3

m，热影响硬化层厚度为0.3mm。图4.24管材专用激光切割系统图4.25激光切割的平面木模切板

图4.26激光切割的圆形模切板

图4.27

模切板的激光切割机图4.28三维激光切割机

微喷水波导激光技术，可以用于一些其他方式难以加工的材料的完全切割，如形状记忆合金、铬镍铁合金、硅、砷化镓、锗、磷化铟和碳化硅芯片等的切割。图4.29微喷水波导激光切割芯片原理图4.30

Synova公司的微喷水波导激光

切割机图4.31微喷水波导激光切割100

m厚硅芯片的不同图形照片图4.32微喷水波导激光切割180

m厚GaAs/Ge芯片的不同图形照片图4.33

很强的初始脉冲会产生一个凹坑并破坏芯片

图4.34紫外激光切割的高分子聚合物模板

图4.35

化学蚀刻模板及其开口电子显微镜照片为了防止模板阻塞，保证模板开口宽度与厚度的适当纵横比是重要的，一般要求纵横比大于1.5，还要保证开口面积比大于0.66，否则锡膏会保留在开孔内。因此更高密度的印刷模板必须选用更薄的材料，而采用电化学技术方法又难以实现。激光切割模板技术有着一定的优势，其开口也呈梯形。图4.36

激光切割模板及其开口电子显微镜照片

图4.37不锈钢模板切孔背面显微照片

图4.38

LPKF激光模板切割机及不锈钢模板

图4.39紫外脉冲激光切割的晶圆模板图4.40紫外激光切割的630

m厚已烧

结陶瓷基材图4.41

355nm的DPSS激光加工的样品图4.42

小型手动固体激光加工设备图4.43

三维激