激光加工的技术应用

•金属医生：是利用不同的电极材料在零件基体表面进行合金化改性，在不影响零件基体性能的前提下，提高零件表面硬度、耐磨性、耐蚀性、润滑性和抗振性。已用于表面合金化的电极材料有青铜、硬质合金、镍、石墨等多种材料，广泛用于钛合金、模具钢、高温合金、中碳钢、高速钢等多种基体材料。 •金属医生的应用：在机械、冶金、轻工、电子等行业中金属工模具市场巨大,据不完全统计,如机械加工行业中每年金属工模具的消耗量价值是各种机床总价值的五倍,又如:在冶金行业,每年仅热轧轧辊消耗量就在三十万吨以上,热轧辊价值占钢材生产成本的5%以上. 金属工模具的大量消耗,不仅直接增加生产成本,而且因频繁更换工模具而造成大量生产线频繁停产,造成更大的经济损失。 •金属医生工作原理：当电极棒（焊条）在工作表面旋转，当某些部位间隙很小时，使主机放电回路形成通路。在他们相互接触的微小区域瞬时流过电流，由于放电能量在时间上和空间上高度集中，在放电微小的区域内产生了约8000～10000℃的高温，使该区域的局部材料高能离子化，电极棒（焊条）在等离子冶金状态下高速转移到工件表面，并扩散进入到工件表层，形成冶金型牢固结合的沉积层。高频率的放电和电极棒（焊条）在工件表面的高速旋转扫描，可实现大面积高效率的沉积涂层。 •金属医生的设备特点： 1、设备先进可靠，德国本土技术，国际水准大功率氩气保护，可长时间工作。 2、旋转式自损电极，沉积、堆焊效率高，冶金结合、涂层质密。 3、一机多用，可进行堆焊沉积、表面强化等功能。通过调节设备的放电电压，和放电频率，可获得须求的堆焊或强化涂层的厚度和光洁度。 4、操作简单、低热输入，堆焊的瞬间过程中无热输入，因而模具不变形、不退火、咬边和残余应力，不改变模具或产品金属组织状态。 5、由于形成扩散层、因此密着性好、不全被剥离。 6、即使堆焊层磨损，也可以在其上面进行反复处理。 7、即使大型工件也无须分解只对必要的位置进行处理。 8、无须对工件进行预热或后热。 9、电极来源广，经济实用。 10、环保性，工作过程中无任何污染。 11、经济性，可现场修复，提高生产效率，节省时间和费用。 12、修复精度高，涂层厚度从几微米到几毫米，只须打磨、抛光。也可进行车、铣、刨、磨等各类机械加工，以及电镀等后期加工。

激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等激光加工，广泛应用于电子、珠宝、眼镜、五金、汽车、通讯产品、塑料按键、集成电路IC、医疗器械、模具、通讯、钟表、标牌、包装、工艺品、皮革、木材、纺织、装饰等行业。

1000连续固体激光加工机属国内首创。该机采用多腔串接技术，保持优良的光束质量。长时间连续运行的过程中输出功率稳定。

•适用材料和行业应用
该机采用光学镜片和光学纤维传输两种方式，供选用。该机广泛使用于工业生产和科学研究，尤其适用于机械、钢铁、冶金、汽车等行业的板材和各种零件焊接、切割、熔覆、合金化、热处理等加工。

技术参数
＊ 激光工作介质 : Nd:YAG
＊ 激光波长 : 1.064μm
＊ 光束发散角 : ≤15mrad
＊ 额定输出功率 :≥1200W
＊ 激光功率不稳定度 : ≤±5%
＊ 光斑直径 : 0.8-1.2mm
＊ 工作电流 : 7-40A
＊ 光纤传输 : 0.8mm芯径，长度：5-20M
＊ 供电电源 : AC380V±10%,50Hz
＊ 输入功率 : ≤30KW
＊ 冷却系统 : 制冷机组
＊ 内循环介质 : 去离子水,蒸馏水或纯净水
＊ 激光器连续工作时间 : ≤6H
＊ 外型尺寸 : 主机 :1300mmX1400mmX600mm

适用基材：
包括低碳钢、中碳钢、模具钢、不锈钢、工具钢、铸铁、铸钢、铸铝、铝合金、铜合金、镍合金、碳钨合金等，以及所有可以导电的导电体。机械、冶金、轻工、电子等行业中金属工模具市场巨大,据不完全统计,如机械加工行业中每年金属工模具的消耗量价值是各种机床总价值的五倍,又如:在冶金行业,每年仅热轧轧辊消耗量就在三十万吨以上,热轧辊价值占钢材生产成本的5%以上. 金属工模具的大量消耗,不仅直接增加生产成本,而且因频繁更换工模具而造成大量生产线频繁停产,造成更大的经济损失。
金属工模具的失效事实上均因其表层局部材料磨损等原因而报废，而且金属工模具的加工周期很长、加工费用极高（尤其是精密复杂模具或大型模具制造加工费高达数十万元乃至数百万元）。因此，对金属工模具真正承受磨损作用的特定部位进行表面强化（“用劲用在点子上”），以大幅度延长、提高工模具的使用寿命，无疑是一种具有重要经济意义的方法。另外，大多数工模具只因表面很薄一层材料被磨损后即失效报废，因此，只须对模具及关键金属零部件表面磨损局部区域进行修复，并在修复过程中把模具表面真正实际承受磨损的表面“换成”特殊高耐磨材料（“好钢用在刀刃上”），就可“变废为宝”,不仅使模具得到修复，而且由于修复后的新模具表面“刃口部位”使用了特殊高耐磨材料，修复后的模具的使用寿命还将较原模具大幅度提高，经济效益巨大（例如：修复一根电厂电机大型轴包括各种准备时间在内也仅需数天时间，但可创造上百万元的经济效益）。

•金属工模具激光表面强化及修复技术是代表材料表面工程国际先进水平及发展方向的高新技术，本项技术成果主要包括以下几方面内容：
①金属模具及工件激光相变强化（“激光表面淬火”）技术及应用；
②金属模具及工件激光表面重熔强化技术及应用；
③金属模具及工件激光表面合金化强化技术及应用；
④金属模具及工件激光熔敷修复技术及应用。
金属工模具激光表面强化及修复技术具有以下独特的优点：
①仅对模具需要强化的表面特定部位进行强化和对需要修复的表面特定局部区域进行修复（“用劲用在点子上”），生产效率及经济效益好；
②由于它利用“非接触”的高能激光束在普通大气条件下对模具局部区域照射作用来实现模具的表面强化及修复，强化及修复处理后模具及工件无变形，而且对工件形状、尺寸等几何无限制，可以方便地对盲孔底部、深孔孔壁等各种特殊部位进行表面强化，强化处理速度快，是一种高效、灵活的表面强化与修复技术；
③激光表面强化模具寿命长，经济效益好：可以应用各种铁基合金（碳钢、合金钢、铸铁）等、镍基合金等各种金属材料模具及工件的表面强化及修复并大幅提高使用寿命；
④应用范围广：可广泛应用于机械、汽车、轻工、家电、石油、化工、电力等工业装备制造部门及使用部门。