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激光与其他工艺复合的共生态
时间:2024-11-14 19:45 点击:932 次
激光与其他工艺复合的共生态呈现出多种形式和广泛的应用前景,主要包括以下方面:
激光与焊接工艺的复合:
激光与电弧复合:
优势:激光电弧复合焊接结合了激光焊接的高能量密度、高精度和电弧焊接的大熔深、高适应性。电弧可以预热工件,降低激光能量需求,减少焊接缺陷,提高焊接速度和效率。例如在汽车制造中,对于车身的一些复杂结构件焊接,这种复合焊接方式能够在保证焊接质量的同时,提高生产效率。
应用场景:广泛应用于汽车、船舶、航空航天等领域的金属结构焊接,尤其是对于中厚板焊接以及对焊接速度和质量要求较高的场合。
激光与搅拌摩擦焊复合:搅拌摩擦焊能有效改善焊缝的微观结构,提高焊缝的强度和韧性。与激光复合后,可利用激光的高能量快速加热,降低搅拌摩擦的难度,进一步提高焊接质量和效率。在一些对焊接强度和可靠性要求极高的航空航天零部件制造中具有应用价值。
激光与电阻热复合:电阻热可以为激光焊接提供额外的热量输入,有助于改善焊接过程中的能量分布,减少焊接应力和变形。适用于对焊接变形控制要求严格的精密零件焊接,如电子设备中的微小金属部件焊接。
激光与切割工艺的复合:
激光与水射流复合:水射流可以辅助激光切割,起到冷却、排屑和减少热影响区的作用。激光先对材料进行初步切割,水射流随后将熔化和汽化的材料冲刷掉,提高切割质量和精度,尤其适用于切割易产生热变形的材料,如塑料、复合材料等。在一些对切割精度和表面质量要求较高的电子、医疗设备制造中得到应用。
激光与等离子切割复合:等离子切割具有较高的切割速度和较大的切割厚度范围,与激光切割复合后,可以发挥两者的优势,实现对各种厚度材料的高效、高质量切割。例如在大型钢结构件的切割加工中,这种复合切割方式能够提高生产效率和降低成本。
激光与表面处理工艺的复合:
激光与化学处理复合:
激光化学气相沉积(LCVD):利用激光诱导化学反应,在工件表面沉积一层具有特定性能的薄膜,如耐磨、耐腐蚀、导电等薄膜。这种复合工艺可以精确控制薄膜的厚度、成分和结构,适用于对材料表面性能有特殊要求的零部件制造,如半导体芯片制造中的薄膜沉积。
激光淬火 - 化学热处理复合:先进行激光淬火,使材料表面获得高硬度和高强度,然后再进行化学热处理,如渗氮、渗碳等,进一步提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度。在机械制造中的齿轮、轴承等零部件的表面强化处理中具有重要应用6。
激光与增材制造工艺的复合:
激光选区熔化(SLM)与其他增材制造技术复合:SLM 是一种常用的金属增材制造技术,与其他增材制造技术如电子束熔化(EBM)、电弧增材制造(WAAM)等复合,可以发挥不同技术的优势,实现对复杂结构件的高效、高质量制造。例如,先使用 EBM 进行快速成型,然后再用 SLM 对关键部位进行精细加工,提高零件的性能和精度。
激光熔覆与其他表面强化技术复合:激光熔覆可以在工件表面制备一层高性能的熔覆层,与其他表面强化技术如喷丸、滚压等复合,可以进一步提高熔覆层的质量和性能,增强工件的耐磨性、抗疲劳性等。在矿山机械、石油化工等领域的零部件修复和强化中具有广泛应用。
激光与光刻工艺的复合:
激光直写光刻与其他光刻技术复合:激光直写光刻具有高分辨率和灵活性的特点,与传统的光刻技术如投影光刻、接触式光刻等复合,可以实现对复杂微纳结构的制备。例如,在半导体制造中,利用激光直写光刻制备特殊的光刻胶图案,然后再进行后续的光刻和刻蚀工艺,制作出高精度的半导体器件。
飞秒激光与毛细力自组装复合加工:飞秒激光可以精确加工材料的微观结构,毛细力自组装则可以引导材料的自组装行为。两者结合可以实现手性可控三维微结构和三维金属纳米间隙结构的灵活制备,在光学、力学等领域具有重要的应用潜力。