成型工艺综合实训.doc

材料科学与工程系 实训报告书 实 训 名 称： 成型工艺综合实训 年级专业及班级： 2008级材料成型及控制工程专业1班 姓 名： 林 俊 飞 学 号： 0808022124 指 导 教 师： 李辉、张勇、林碧兰、杨勇 评 定 成 绩： 教 师 评 语： 指导老师签名： 2011 年 7月 14 日 《成型工艺综合实训》实训报告 学　　号 0808022124 姓　　名 林俊飞 专业班级 08材料1班 实训地点 实验楼9#316 4#111、4#110 指导教师 李辉、张勇、 杨勇、林碧兰 实训时间 2011年7月8—2011年7月14日 一、激光切割与激光焊接实训 1、实训目的及要求 1）熟悉激光成形工艺 2) 激光焊接：采用不同的工艺参数分别焊接厚度分别为1mm、2mm、3mm的不锈钢板 3）激光切割：采用不同的工艺参数分别切割厚度分别为1mm、2mm、3mm的不锈钢板 3、实训内容与步骤 （1）激光切割原理 激光切割机是一种最新的技术，目前已经运用到各种行业，包括金属切割、玻璃切割雕刻等广泛领域。激光是一种光，与自然界其它发光体一样，是由原子(分子或离子等)跃迁产生的，而且是自发辐射引起勺。 激光虽然是光，但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射，此后的过程完全由激辐射决定，因此激光具有非常纯正的颜色，几乎无发散的方向性,雕刻机，极高的发光强度。 激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性，激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品（表面）受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或者汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。1、热传导焊接当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。2、激光深熔焊当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在—起。4、实训结果与数据处理 左图为我们激光切割出来的产品，在切割过程中必须保证铁板的水平，防止切割的产品与我们所需要的有一定的差距。 本实训中金属激光切割机的功率为400w，型号是cs035-400x，原理是利用其高能量使金属融化，主要进行的是精密的零件切割。在切割中调节斑点的大小即可以控制产品的质量。切割的厚度《=4mm，在切割过程中由于是工作台的移动，激光头不动，所以坐标系必需相反。 5、分析与讨论 （1）不同工艺参数。 功率密度。 功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/cm2。 激光脉冲波形。 激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。 激光脉冲宽度。 脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。离焦量对焊接质量的影响。 激光焊接通常需要一定的离做文章一，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。 离焦方式有两种：正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。实验表明，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强