贵阳市小河区海泰激光加工技术中心 实习报告

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1、贵州大学本科实习报告第6页实习报告学院：材料与冶金学院专业：材料物理班级：081班学号：080802110117学生姓名：指导教师：2012年3月18日6贵州大学本科实习报告第6页实习地点：贵阳市小河区海泰激光加工技术中心贵州大学新校区实验中心实习时间：2012年2月27日——3月18日实习组员：实习目的：1、熟悉激光设备，了解激光产生的基本原理，学习激光设备的操作技术；2、学会使用测试材料耐磨性、硬度、热疲劳性等性能的各种仪器。实习内容：在周老师的带领下，我们四人进行了为期3个周的实习，实习地点是贵阳市小河区的海泰激

2、光加工技术中心和贵州大学新校区的实验中心。在海泰激光加工技术中心里，我们首先学习了激光产生的基本原理，即激光是受激辐射产生的增强光，受激辐射与自发辐射有着本质的区别，它指的是高能级E2的粒子受到从外部入射的频率为ν的光子的诱发，辐射出一个与入射光子频率、波长、传播方向、能量等相同的光子，而该粒子跃迁回低能级E1的过程。产生激光的工作物质受激发后造成粒子数反转状态，并不断增强至占优势状态。将受激发的工作物质放在两端有反射镜的光学谐振腔中，并提供外界光辐射，如氙灯、氪灯辉光放电等，则受激辐射将不断产生激光光子，在此产生的光

3、子中，运动方向与光腔轴线方向一致的光子，被两端的反射镜不断地往返反射，来回振荡，从而得到放大。当这种放大超过腔内损耗（包括散射、衍射损耗等），即光放大超过腔内的阙值时，则会在激光腔的输出端产生激光辐射——激光束。海泰激光加工技术中心的激光设备是高功率CO2激光器系统，激光加工成套设备系统包括激光发生器、冷水机组、数控系统、加工机床。它又分为横向流动型CO2,激光器和快速轴流型CO2激光器。横向流动型CO2激光器其构造是三折光腔装置，由结构相同的前光腔体和后光腔体组成，前后两个光腔体内包括折转镜与一体化调整结构、非同轴双

4、波纹管结构、窗口镜座与后反镜座调整结构、光腔机械定位和腔镜调整机构、光腔外部冷水循环机构；快速轴流型CO2激光器其主要构造是由细放电管、高速风机、热交换器以及气流管道等多部分组成。6贵州大学本科实习报告第6页高功率CO2激光器其输出波长为10.6μm，它具有以下重要特点：（1）高功率，其最大连续输出功率已达25kW；（2）高效率，其总效率为10%左右，比其他加工用激光器的效率高得多；（3）高光速质量，其模式较好且较稳定。其中横向轴流型CO2激光器广泛应用于材料的表面改性加工领域，如激光表面淬火、激光合金化、激光熔覆、激

5、光表面非晶化等；而快速轴流型CO2激光器主要应用于激光切割、激光焊接等。且该激光器的主要特点有：（1）光束质量好；（2）功率密度高；（3）电光效率高，可达26%；（4）结构紧凑；（5）可以连续和脉冲双制运行。激光加工技术的特点有：（1）由于它是无接触加工，并且高能量激光的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的；（2）它可以对于多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料；（3）激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件；（4）激光加工的工件热影响区小，工件热变形小，后续加工量小

6、；（5）激光刻通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工；（6）激光束易于导向，聚焦实现各方向变换，极易与数控系统配合，对于复杂工件进行加工，因此它是一种极为灵活的加工方法；（7）生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益显著。我此次研究的毕业课题是激光原位合成增强相的工艺设计，小河区海泰激光加工技术中心的设备对我的课题设计具有很大的帮助。首先我学习了激光熔覆与激光合金化的理论基础：激光熔覆与激光合金化都是利用高能密度的激光束所产生的快速熔凝过程，在基材表面形成与基材相互融合的，且具有完全不同成分与性能的合金覆层

7、。二者工艺过程相近，但却有原则上的区别：激光熔覆中覆层材料完全融化，而基材融化层极薄，因而对覆层材料成分的影响极小；而激光合金化则是在基材表面的熔覆层内加入合金元素，从而形成以基材为基的新的合金层。激光熔覆不是把基体上熔覆金属作为溶剂，而是将另行配置的合金粉末融化，把其成为熔覆层的主体合金，同时基体合金也有一薄层融化，与其形成冶金结合。而激光原位合成技术的显著特征是增强体和基体具有更好的相容性，界面处无杂质或其它中间相．同时，因为原位合成的增强体具有优异的力学性能和热稳定性能，保证了复合材料具有足够的强度传递能力，可以

8、避免发生界面处的裂纹扩展现象。照射覆此外，我们还了解到，与其它激光器相比，CO2激光器有着以下优缺点：6贵州大学本科实习报告第6页1、优点：具有较好的方向性、单色性和较好的频率稳定性。而气体的密度小，不易得到高的激发粒子浓度，因此，CO2气体激光器输出的能量密度一般比固体激光器小。2、缺点：CO2激光器的转换效率是很高的，但最高也