激光焊接属于激光的应用吗_激光可以用于焊接吗

本文目录一览：

• 1、激光有哪些应用？
• 2、激光焊接，什么是激光焊接
• 3、激光加工都可以应用到哪些领域？

激光有哪些应用？

我们知道，由激光器产生的光叫激光。激光有三大特点：第一是亮度极高，比太阳的光亮度高100万倍；第二是方向性好，激光器产生的光几乎是一束理想的平行光；第三是单色性好，激光器产生的某一波长的单色光，其波长浮动范围极小。

激光是在一种专门设计的激光器中产生的。激光器主要由激励系统、激光物质和光学谐振腔三部分组成。简单说，激励系统的作用就是为能产生激光创造条件、提供能量，激光物质就是能产生激光的物质（如红宝石、钕玻璃、氖气、半导体等）。

在工业上，激光可以轻而易举地切割几厘米厚的钢板，能把陶瓷和金属焊接在一起，能在一块茶杯口大小的面积上钻出上万个比头发丝还细的小眼。激光还被应用到光纤通讯之中。

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及作为光源、识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术。传统上看，它的研究范围一般可分为：

激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、画线、微调等各种加工工艺。

激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。

激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2毫米以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1毫米以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等。

激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用。

激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。

激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其他机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。

激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。

激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。

美国得克萨斯州大学的科学家研制出世界上功率最强大的可操作激光，这种激光每万亿分之一秒产生的能量是美国所有发电厂发电量的2000倍，输出功率超过1 皮瓦——相当于10×1014瓦。这种激光第一次启动是在1996年。马丁尼兹说，希望他的项目能够在2008年打破这一纪录，也就是说，让激光的功率达到1.3～1.5皮瓦之间。超级激光项目负责人麦卡尔·马丁尼兹表示：“我们可以让材料进入一种极端状态，这种状态在地球上是看不到的。我们打算在德州观察的现象相当于进入太空观察一颗正在爆炸的恒星。”

激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距。

取得在该一时段内被测物体的移动距离，从而得到该被测物体的移动速度。

因此，激光测速具有以下几个特点：

（1）由于该激光光束基本为射线，估测速距离相对于雷达测速有效距离远，可测1000米外。

（2）测速精度高，误差小于1千米。

（3）鉴于激光测速的原理，激光光束必须要瞄准垂直与激光光束的平面反射点，又由于被测车辆距离太远，且处于移动状态，或者车体平面不大，而导致激光测速成功率低、难度大，特别是执勤警员的工作强度很大、很易疲劳。

（4）鉴于激光测速的原理，激光测速器不可能具备在运动中使用，只能在静止状态下应用。因此，激光测速仪不能称之为“流动电子警察”。在静止状态下使用时，司机很容易发现有检测，因此达不到预期目的。

（5）价格昂贵，现在经过正规途径进口的激光测速仪（不含取景和控制部分）价格至少在1万美金左右。

激光标记相比传统标记方式（如喷墨、腐蚀、电火花、冲压、丝网印刷等）具有以下特点：

（1） 能标记任意图形、文字、条形码、二维码，可实现自动编号， 打印序列号、批号、日期。

（2）激光标记后，不会因环境关系（如潮湿、酸性及碱性）自然消退，而是永久保持，不易被人假冒，具有良好的防伪功能。

（3）无刀具磨损，无毒，无环境污染，高环保。

（4）标记质量好——属于非接触式加工，对加工材料不产生机械应力，不损坏被加工物品，精确、精美。

（5）可进行超精微细图文标记。

（6）图文精美、加工快捷、个性化设计。

其主要应用范围：金银首饰、钟表、眼镜、服饰、餐具、烟酒、饮料、礼品、模具、医疗器械、仪表仪器、卫生洁具、办公用品、家居用品、五金工具、灯光音响、商标标牌、电子元件、汽车制造及航天航空等行业。

激光通信，是激光在大气空间传输的一种通信方式。激光大气通信的发送设备主要由激光器（光源）、光调制器、光学发射天线（透镜）等组成；接收设备主要由光学接收天线、光检测器等组成。

信息发送时，先转换成电信号，再由光调制器将其调制在激光器产生的激光束上，经光学天线发射出去。信息接收时，光学接收天线将接收到的光信号聚焦后，送至光检测器恢复成电信号，在还原为信息。大气激光通信的容量大、保密性好，不受电磁干扰。但激光在大气中传输时受雨、雾、雪、霜等影响，衰耗要增大，故一般用于边防、海岛、跨越江河等近距离通信，以及大气层外的卫星间通信和深空通信。

1988年，巴西宣布研制成功一种便携式半导体激光大气通信系统。这种通过激光器联通线路的军用红外通信装置，其外形如同一架双筒望远镜，在上面安装了激光二极管和麦克风。使用时，一方将双筒镜对准另一方即可实现通信，通信距离为1千米，如果将光学天线固定下来，通信距离可达15千米。1989年，美国成功地研制出一种短距离、隐蔽式的大气激光通信系统。1990年，美国试验了适用于特种战争和低强度战争需要的紫外光波通信，这种通信系统完全符合战术任务的要求，通信距离为2～5千米；如果对光束进行适当处理，通信距离可达5～10千米。

20世纪90年代初，俄罗斯研制成功了大功率半导体激光器，并开始了激光大气通信系统技术的实用化研究。不久便推出了10千米以内的半导体激光大气通信系统并在莫斯科、瓦洛涅什、图拉等城市应用。在瓦涅什河两岸相距4千米的两个电站之间，架设起了半导体激光大气通信系统。该系统可同时传输8路数字电话。在距离瓦洛涅什城约200千米以及在距莫斯科不远的地方，也开通了半导体激光大气通信系统线路。

随着半导体激光器的不断成熟、光学天线制作技术的不断完善、信号压缩编码等技术的合理使用，激光大气通信正重新焕发出生机。

激光的军事用途

我国古代传说中就有“用光杀人”的记载。《封神演义》中有“哼”“哈”二将，可从鼻中喷出光来，使敌人丧命。科学幻想中也早有“魔光”、“死光”之说。但只有到1960年出现激光后，这些幻想才变成了现实。

1975年10月18日，美国北美防空司令部一片混乱。事情是从一个报警电话开始的。

“哈罗，我是控制中心的监测员。我们在印度洋上空的647预警卫星的在外探测器，受到来自苏联西部的强红外闪光的干扰，不能正常工作。”

这是怎么回事？

最初，人们从自然原因分析，认为可能是流星群的强光干扰，或者是苏联的天然气管道破裂失火，形成强光。

“这不可能。”北美防空司令部的高级参谋反驳说，“我们的卫星有滤光镜，它对自然光不敏感。流星群每月都有，卫星从来不受干扰……”

“据估计，这次神秘的闪光，比洲际导弹发射的光强要大1千倍。天然气管道失火绝不可能有如此强光发射……”另一个参谋说。

“也许是苏联研制出了新的激光武器。”一位军官说出了大家最担心的一句话。

“天哪，但愿不是这样。”有人喊道。

这场风波尚未平息，一个月后，即1975年11月17日、18日两天，美国空军的两颗数据中继卫星，由于受来自苏联的红外干扰，又停止了工作。据检查，是红外姿态控制仪失灵。

很快，“苏联激光武器攻击并破坏了美国卫星”的消息，像一场台风，席卷了整个美国，在全世界也引起了强烈震动。

美国官方想稳定一下国内的慌乱情绪。国防部长拉姆斯菲尔德召开记者招待会，宣布说：“我看到了报纸的报道，关于激光武器的使用，经调查，没有情报能够证实。”

但纸包不住火。几句安慰的话丝毫没有平息舆论的压力。1980年5月22日，美国负责公共事务的助理国防部长兼五角大楼发言人托马斯·罗斯，在新闻发布会上说：

“中央情报局和其他情报部门业已查明，苏联正在研制一种能够摧毁卫星的激光武器系统。”他接着又说：“但是，这项研究在美国也在进行着。苏联在达到的功率方面也许稍稍领先。”

上述事件讲的便是激光武器的威力。那么，什么是激光武器呢？

激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成。目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。

激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点，但也存在易受天气和环境影响等弱点。激光武器已有30多年的发展历史，其关键技术也已取得突破。美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。目前，低能激光武器已经投入使用，主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器，以及攻击人眼和一些增强型观测设备；高能激光武器主要采用化学激光器。

激光武器的分类是怎样的呢？

不同功率密度，不同输出波形，不同波长的激光，在与不同目标材料相互作用时，会产生不同的杀伤破坏效应。用激光作为“死光”武器，不能像在激光加工中那样借助于透镜聚焦，而必须大大提高激光器的输出功率，作战时可根据不同的需要选择适当的激光器。目前，激光器的种类繁多，名称各异，有体积整整占据一幢大楼、功率为上万亿瓦、用于引发核聚变的激光器；也有比人的指甲还小、输出功率仅有几毫瓦、用于光电通信的半导体激光器。按工作介质区分，目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。同时，按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型，按其用途还可分为战术型和战略型两类。

战术激光武器是利用激光作为能量，是像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等，打击距离一般可达20千米。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮，它们能够发出很强的激光束来打击敌人。

1978年3月，世界上的第一支激光枪在美国诞生。激光枪的样式与普通步枪没有太大区别，主要由四大部分组成：激光器、激励器、击发器和枪托。目前，国外已有一种红宝石袖珍式激光枪，外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉，且无声响，在不知不觉中致人死命，并可在一定的距离内，使火药爆炸，使夜视仪、红外或激光测距仪等光电设备失效。还有七种稍大重量与机枪相仿的小巧激光枪，能击穿钢盔，在1500米的距离上烧伤皮肉、致瞎眼睛等。

战术激光武器的“挖眼术”不但能造成飞机失控、机毁人亡，或使炮手丧失战斗能力，而且由于参战士兵不知对方激光武器会在何时何地出现，常常受到沉重的心理压力。因此，激光武器又具有常规武器所不具备的威慑作用。1982年英阿马岛战争中，英国在航空母舰和各类护卫舰上就安装有激光致盲武器，曾使阿根廷的多架飞机失控、坠毁或误入英军的射击火网。

战略激光武器可攻击数千千米之外的洲际导弹；可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。例如，1975年11月，美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时，被苏联的“反卫星”陆基激光武器击中，并变成“瞎子”。因此，高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一，也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。据外刊透露，自上世纪70年代以来，美俄两国都分别以多种名义进行了数十次反卫星激光武器的试验。

目前，反战略导弹激光武器的研制种类有化学激光器、准分子激光器、自由电子激光器和调射线激光器。例如：自由电子激光器具有输出功率大、光束质量好、转换效率高、可调范围宽等优点。但是，自由电子激光器体积庞大，只适宜安装在地面上，供陆基激光武器使用。作战时，强激光束首先射到处于空间高轨道上的中断反射镜，中断反射镜将激光束反射到处于低轨道的作战反射镜，作战反射镜再使激光束瞄准目标，实施攻击。通过这样的两次反射，设置在地面的自由电子激光武器，就可攻击从世界上任何地方发射的战略导弹。

高基高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游弋时，一旦发现对方目标，即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间，居高临下，视野广阔，更是如虎添翼。在实际战斗中，可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击，以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星，甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。

据中国科学院消息，经过中国科学院物理所王树铎研究开发小组人员的努力，首次实现了对大面积准分子激光能量的直接测量。其有效测量直径达100毫米，在热释电型激光探测器的尺寸上为世界之最。经过与中国原子能科学研究院的有关专家合作以及在国家实验室进行的试验表明，此系统在不同能量区域（10?20J和100?200mJ）均达到了预期的技术指标。

据介绍，激光聚变研究是一个很有发展前途的能源开发课题，激光可控热核聚变反应必将给人类生活带来新的转折。激光聚变在军事科学研究中也具有重要意义。在激光聚变实验，特别是在间接驱动聚变研究中，为了生产强大的辐射驱动场，人们正在追求高的X光转换效率，良好的辐射输运环境，最佳的辐射驱动场。在这些研究过程中，对准分子激光的能量进行直接监测和研究是非常重要的。

该项研究成果表明，该项目的研究开发，除了有实力对已开发的产品市场不断开拓外，对国家正在发展的应用需求项目也具备了承担和开发能力。知识点

激光

激光，最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词，意思是“通过受激发射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。

激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的亮度为太阳光的100亿倍。

激光焊接，什么是激光焊接



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激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

中国的激光焊接处于世界先进水平，具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力，并投入多个国产航空科研项目的原型和产品制造中。

技术原理

激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 

其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

激光加工都可以应用到哪些领域？

激光技术与原子能、半导体及计算机一起，是二十世纪最负盛名的四项重大发明。

激光作为上世纪发明的新光源，它具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点，已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科研等方面。据统计，从高端的光纤到常见的条形码扫描仪，每年与激光相关产品和服务的市场价值高达上万亿美元。中国激光产品主要应用于工业加工，占据了40%以上的市场空间。

激光加工作为激光系统最常用的应用，主要技术包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、微加工及光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。

激光加工设备就是利用激光加工技术改造传统制造业的关键技术设备之一，主要产品则包括各类激光打标机、焊接机、切割机、划片机、雕刻机、热处理机、三维成型机以及毛化机等。这类产品已经或正在进入各工业领域。

激光加工技术具体应用：

一、在服装行业的应用

因为激光加工工艺具有自动化程度高、加工精确高、速度快、效率高、操作简单方便等特点，适应了国际服装生产技术潮流所以激光加工技术以及设备正在以惊人的速度在服装行业内得到推广和普及。

1、激光切割应用

激光切割过程中，不会使布料变形或起皱，激光切割尺寸精度高，激光切割形状可随着图稿进行任意更改，增加了设计的实用性和创造性。另外，激光切割技术是用“激光刀”代替金属刀，激光切割任何面料，能瞬间将切口熔化并凝固，缝隙小、精确度高达到自动“锁边”的功能。传统工艺用刀模切割或热加工，切口易脱丝、发黄、发硬。

2、激光雕刻应用

激光雕刻是利用软件技术，按设计图稿输入数据进行自动雕刻。激光雕刻是激光加工技术在服装行业中运用最成熟、最广泛的技术，能雕刻任何复杂图形标志，还可以进行射穿的镂空雕刻和表面雕刻，从而雕刻出深浅不一、质感不同、具有层次感和过渡颜色效果的各种图案。

3、激光打标应用

激光打标具有打标精度高、速度快、标记清晰等特点。激光打标兼容了激光切割、雕刻技术的各种优点，可以在各种材料上进行精密加工，还可以加工尺寸小且复杂的图案，激光标记具有永不磨损的防伪性能。

二、在电子工业中的应用

激光加工技术属于非接触性加工方式，所以不产生机械挤压或机械应力，特别符合电子行业的加工要求。另外，还由于激光加工技术的高效率、无污染、高精度、热影响区小，因此在电子工业中得到广泛应用。

1、激光划片

激光划技术是生产集成电路的关键技术，其划线细、精度高(线宽为15-25μm，槽深5-200μm)、加工速度快(可达200mm/s)，成品率达99.5%以上。集成电路生产过程中，在一块基片上要制备上千个电路，在封装前要把它们分割成单个管芯。传统的方法是用金刚石砂轮切割，硅片表面因受机械力而产生辐射状裂纹。用激光划线技术进行划片，把激光束聚焦在硅片表面，产生高温使材料汽化而形成沟槽。通过调节脉冲重叠量可精确控制刻槽深度，使硅片很容易沿沟槽整齐断开，也可进行多次割划而直接切开。由于激光被聚焦成极小的光斑，热影响区极小，切划50μm深的沟槽时，在沟槽边25μm的地方温升不会影响有源器件的性能。激光划片是非接触加工，硅片不会受机械力而产生裂纹。因此可以达到提高硅片利用率、成品率高和切割质量好的目的。还可用于单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的划片以及硅、锗、砷化稼和其他半导体衬底材料的划片与切割。

2、激光微调

激光微调技术可对指定电阻进行自动精密微调，精度可达0.01%一0.002%，比传统方法的精度和效率高，成本低。集成电路、传感器中的电阻是一层电阻薄膜，制造误差达上15一20%，只有对之进行修正，才能提高那些高精度器件的成品率。激光可聚焦成很小的光斑，能量集中，加工时对邻近的元件热影响极小，不产生污染，又易于用计算机控制，因此可以满足快速微调电阻使之达到精确的预定值的目的。加工时将激光束聚焦在电阻薄膜上，将物质汽化。微调时首先对电阻进行测量，把数据传送给计算机，计算机根据预先设计好的修调方法指令光束定位器使激光按一定路径切割电阻，直至阻值达到设定值，同样可以用激光技术进行片状电容的电容量修正及混合集成电路的微调。优越的定位精度，使激光微调系统在小型化精密线形组合信号器件方面提高了产量和电路功能。

3、激光打标

激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标有雕刻和掩模成像两种方式:掩模式打标用激光把模版图案成像到工件表面而烧蚀出标记。雕刻式打标是一种高速全功能打标系统。激光束经二维光学扫描振镜反射后经平场光学镜头聚焦到工件表面，在计算机控制下按设定的轨迹使材料汽化，可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，激光标记是永久性的，不易磨损，这对产品的防伪有特殊的意义。已大量用在给电子元器件、集成电路打商标型号、给印刷电路板打编号等。紫外波段激光技术发展很快，由于材料在紫外波激光作用下发生电子能带跃迁，打破或削弱分子间的结合键，从而实现剥蚀加工，加工边缘十分齐整，因此在激光标记技术中异军突起，尤其受到微电子行业的重视。

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