✚ 雷射加工特性

在上一篇文章中，我們對二氧化碳雷射有了更進一步的了解，也知道維佳代理的原廠Synrad是二氧化碳雷射的製造商。但雖然知道雷射種類，但其應用為何呢?

雷射的應用除了一般我們會直接聯想到的醫療美容之外，加工也是其應用之一。

其實雷射具有的特性是光束高度平行、純色、同調、高強度。因此，在現代的工業上常被用來進行精密的加工。 

l  雷射加工的主要特點如下：

(1)由於雷射加工的功率密度極高，並且穿透力大，利用這一優異的特點可以加工幾乎所有的材料，尤其是以往加工方法不能加工的材料和工件，如鐘錶寶石軸承、金剛石模具、化纖工業噴頭、火箭發動機燃料噴嘴等。

(2)雷射加工是將雷射光束聚焦到工件表面，用以去除或熔化材料，以改變工件表面的性能，屬於非接觸式加工，加工速度快，生產效率高，無噪音。

(3)雷射加工是將雷射光束照射到物體的局部表面，雖然加工部位溫度很高，但移動速度很快，熱影響區很小，熱變形和加工變形很小。

(4)由於雷射光束經光學系統聚焦，可在被照射材料表面上形成微米量級的極小光斑，且可以產生飛秒級的超短光脈衝，因此可以進行普通加工難以做到的非常精細的微加工。

(5)由於雷射光的空間控制性和時間控制性很好，雷射光束易於導向和聚焦，其能量、功率、光束的移動速度及光斑大小等都可以調節和控制，因此便於和機器人、計算機、數控機床、自動檢測等技術和設備相結合，可以實現各種靈活的加工和自動化加工。

(6)雷射加工與電子束加工相比，其優越性是可以在大氣中進行，不必在真空中進行，不受電磁干擾，設備相對簡單，使用方便，性能良好。

(7)可以一機多用，通過設計適當的裝置和條件，同一台機器可以完成如打孔、焊接等不同的功能。

(8)雷射加工不但可以加工金屬等非透明體，也可以加工玻璃、有機玻璃等透明體。不但可以在工件表面進行加工，也可以透過透明體表面、在工件內部進行加工，如雷射三維雕刻等。

 

l  二氧化碳雷射加工特性:

1.金屬材料有90%以上的反射率。

2.熔融金屬或金屬氧化物會強烈吸收。

3.玻璃會強烈吸收﹐但因玻璃預熱易碎﹐需防斷裂。

4.碳鋼及不銹鋼很容易切割。

5.銅﹑鋁﹑金﹑銀難切割。

6.非金屬容易吸收及切割。

易   加   工  : 熔融金屬、金屬氧化物、玻璃、碳鋼、不銹鋼、非金屬

             不 易 加 工  : 銅、鋁、金、銀

 

 金屬材料 --- 吸收雷射光極小:金、銀、銅、鋁在一般加工較為困難

                         --- 吸收雷射光大

                 -- 高  融  點 材 料  : 鎢、錳、鉻、鉭、鋯、鈦若在低速加工時薄板可加                         工。鈦、鋯加工輔助氣體是使用氬

                             -上述以外之材料  : 鐵系、鎳、鉛比較容易加工

 

非金屬材料 ---- 有機材料:壓克力、合成纖維、合成樹脂、鐵氟龍

                     --- 皮、木、布、橡膠、紙、玻璃樹脂、人造樹脂

                        --低輸出功率可切割的材料不少，但由於材料是可燃性，故切割面容                             易碳化。

                          -壓克力、合成樹脂較難碳化。通常輔助氣體是使用氮氣或乾燥空                                氣。

                       --- 無機材料 -- 熱膨脹大-玻璃、玻璃纖維

                         -- 熱膨脹小-陶瓷、石英玻璃、石棉、雲母、磁器

                        ․玻璃、陶瓷、磁器等加工中或加工後皆容易破裂。

                          石英玻璃在2mm裡程度尚良好。

 

ⅴ有機材料(Organic material)：以碳(C)、氫(H)、氧(O)元素為主要元素鍵結而成的化合物科學家稱為「有機材料，俗稱「塑膠(Plastic)」

 

ⅴ無機材料(Inorganic material)：凡是有機材料以外的材料泛稱為「無機材料」，大至上可以分為金屬材料、半導體材料、陶瓷材料三種。

 

希望以上的資料對大家所有幫助，以下為原廠Synrad使用二氧化碳雷射進行的不同材質打樣短片(請點選下方影片)

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---資料來源:拼焊板雷射焊接製程參數研究---

Study on the Laser welding process parameters for Tailor Welded Blanks