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简述激光加工的原理和它的应用范围。
题目
简述激光加工的原理和它的应用范围。
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第1题：
简述激光准直仪的工作原理及其应用。
正确答案: 激光准直仪的工作原理是利用激光器发出的激光，经平行光管射向四象限靶，当光束与四象限靶的中心重合时，光电探测器无信号输出；当光束偏离探测量中心时，便有差值信号输出，通过运算电路及指示表，显示x、y坐标方向的偏离值。常用于测量机床导轨的直线度误差等。 -
第2题：
激光束加工的原理
正确答案: 工作介质（固体或气体）受光泵激发后辐射产生的加强光，经光学系统聚焦至几十至几微米的绩效光斑，获得极高的能量密度，依靠光热效应加工。 -
第3题：
问答题分析水射流切割加工的工作原理、特点及应用范围。正确答案： 工作原理：超高压水射流切割机是将普通的水通过一个超高压加压器，将水加压至3000bar，然后通过通道直径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流，在计算机的控制下可方便的切割任意图形的软材料，如纸类、海绵、纤维等，若加入砂料增加其切割力，则几乎可以切割任意材料。
特点：1.无切割方向的限制，可完成各种异形加工；2.水刀在工件上所产生的侧向力极小，可降低设定时间及节省使用夹具成本；3.水刀加工不会产生热变形，不需二次加工，可节省时间及制造成本；4.水刀加工切割速度快，效率高，加工成本低。
应用范围：
1.加工100mm以上厚度的防弹玻璃、层压玻璃和聚碳酸酯，效果良好；
2.十分适合于航空材料的加工；
3.可以胜任精密切割，加工工件无须去毛刺；
4.由于其具有可以触及其他工具不易达到的地方的优点，现已成熟地应用于液压、气动元件阀体的交叉孔去毛刺、倒圆和挤压模具内腔抛光。解析： 暂无解析 -
第4题：
问答题试述激光加工的原理、特点及应用范围正确答案： 激光加工是利用光能量进行加工的一种方法，通过一系列光学系统、把激光束聚焦成一个极小的光斑，获得105～1013W／cm2的能量密度以及万度以上高温，从而能在千分之几秒甚至更短的时间内使各种物质熔化和气化，在工件表面形成凹坑，同时熔化物被气化所产生的金属蒸气压力推动，以很高的速度喷射出来，以达到蚀除被加工工件的目的。
特点：
1.不存在刀具损耗和机械加工所引起的变形
2.加工范围广，不受材料和形状的限制
3.加工速度快、生产效率高、热影响区小，精微加工一孔时间为0.001s。
4.可穿过空气、惰性气体和光学透明介质对工件加工，工艺柔性大。
应用范围：
1.激光打孔；
2激光切割；
3.激光焊接；
4激光热处理解析： 暂无解析 -
第5题：
问答题分析激光加工的工作原理、特点及应用范围。正确答案： 工作原理：利用激光的高能量密度（或称亮度）和高方向性（发散极小）可以对所有固体材料进行精细表面加工、雕刻与切割。激光所到之处，固体迅速熔化、气化，而周围材料则几乎不受影响。
特点：
1.激光加工不需要工具，故不存在工具损耗、更换调整工具等问题，因此适于自动化连续操作；2.不受切削力的影响，易于保证加工精度；
3.几乎能加工所有的金属和非金属材料；
4.加工速度快，效率高，热影响小；
5.能进行微细加工；
6.可透过玻璃等透明介质对工件进行加工；
7.无加工污染，在大气中无能量损失。
应用范围：激光加工已成功用于切割、焊接、表面处理、打孔、微机械加工及弯曲成形等方面。在工业发达国家中已被大量用于电子、汽车、钢铁、机械、航空等工业部门。解析： 暂无解析 -
第6题：
问答题分析电火花加工、电火花线切割加工的原理、特点和应用范围。正确答案： （1）电火花加工原理：加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极。两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质中。工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在正常加工时维持一段很小的放电间隙。当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿，形成放电通道。由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中，放点区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发，以致形成一个小凹坑。第一个脉冲放电结束后，经过很短的间隔时间，第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率地循环下去，工具电极不断地向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需要的加工表面。
特点：可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；加工时无明显机械力；脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。
应用范围：主要用于模具中型孔、型腔的加工；按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途不同，电火花加工可大体分为：电火花成形加工、电火花切割加工、电火花磨削加工、电火花展成加工、非金属电火花加工和电火花表面强化等。
（2）电火花线切割原理：利用移动的细金属丝做工具电极，按预定的轨迹进行脉冲放电切割。
特点：线切割时，电极丝不断移动，其损耗很小，因而加工精度比较高。
应用范围：目前电火花切割广泛应用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝等。解析： 暂无解析 -
第7题：
问答题简述激光加工的基本原理。正确答案： 激光加工是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应下产生高温熔融，来加工各种材料；
激光加工时，把光束聚集在工件的表面上，由于区域小、亮度高，其焦点处的功率密度极高，温度可以达到一万多度；在此高温下，可以在瞬间熔化和蒸发任何坚硬的材料，并产生很强的冲击波，使熔化物质爆炸式地喷射去除。解析： 暂无解析 -
第8题：
名词解释题简述激光加工原理和特点。正确答案： 原理通过光学系统可将激光束聚焦成直径为几十微米的极小光斑从而获得极高的能量密度。当激光照射到工件表面时光能被工件迅速吸收并转化为热能致使光斑区域的金属蒸气迅速膨胀压力突然增大熔融物以爆炸式高速高速喷射出来在工件内部形成方向性很强的冲击波。激光加工就是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合过程。特点功率密度高几乎可以加工任何材料、激光光斑大小可以聚焦到微米级输出功率可以调节因此可以精密微细加工、激光加工属于非接触加工没有明显的机械力没有工具损耗可加工易变形的薄板和橡胶等弹性零件、加工速度快热影响区域小并可通过透明体进行加工、是属于一种瞬时的局部熔化和气化的热加工方法其影响因素很多。解析： 暂无解析 -
第9题：
问答题简述激光加工的原理、特点及应用？正确答案： 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。 概述
由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性四大特性，因此就给激光加工带来一些其它加工方法所不具备的特性。由于它是无接触加工，对工件无直接冲击，因此无机械变形；激光加工过程中无"刀具"磨损，无"切削力"作用于工件；激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影响极小。因此，其热影响的区小工件热变形小后续加工最小；由于激光束易于导向、聚焦、实现方向变换，极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工因此它是一种极为灵活的加工方法； 生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。
激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。
激光加工优点
①激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化，即使熔点高、硬度大和质脆的材料（如陶瓷、金刚石等）也可用激光加工；
②激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；
③工件不受应力，不易污染；
④可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工；
⑤激光束的发散角可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级，作用时间可以短到纳秒和皮秒，同时，大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工，又适于大型材料加工；
⑥激光束容易控制，易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度；
⑦在恶劣环境或其他人难以接近的地方，可用机器人进行激光加工。
激光切割
激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。与传统的板材加工方法相比 ， 激光切割其具有高的切割质量、高的切割速度、高的柔性（可随意切割任意形状）、广泛的材料适应性等优点。解析： 暂无解析 -
第10题：
问答题简述超声波加工的原理、特点及应用？正确答案： 超声波切割加工原理
采用超声波技术进行切割加工时，通过超声波振动部组（振子）所产生的振动（让电能转换成机械能），经过HORN（焊头）传递热量，通过到花轮（刀具）旋转挤压，就能够获取超声波加工所需要的效果。
通过超声波的作用使磨轮刀片在半径方向上产生瞬间的伸缩式振动，就能在极短的时间内，使磨粒与加工物之间在高加速度状态下反复进行碰撞。其结果是一边使加工物表面产生微小的破碎层，一边对其进行加工，因此能大幅度地降低磨轮刀片的加工负荷。另外，由于超声波的振动，致使磨轮刀片与加工物之间产生间隙，从而大大改善了磨粒的冷却效果，并且通过防止磨粒钝化及气孔堵塞等现象的发生，就能够提高加工物的加工质量，并延长磨轮刀片的使用寿命。
超声波切割特点
超声波切割具有切口光滑、牢靠，切边准确，不会变形，不翘边、起毛、抽丝、皱折等优点解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题简述激光扫描共聚焦显微镜的基本原理、特点及应用领域。正确答案： 基本原理：
激发光经过照明针孔形成光源，通过激发滤光片被分束器反射，由显微物镜聚焦到三维样品内，并在垂直于光轴的焦点平面上扫描。焦平面和焦平面上下被照射的区域所发出的荧光又被物镜收集，通过分束器和发射滤光片。在探测器前方有一共焦针孔，照明针孔和共焦针孔相对于物镜焦平面是共轭的，因此只有焦平面发出的荧光能聚焦于共焦针孔并通过针孔到达探测器PMT或CCD。焦平面以上或以下的点不能在探测针孔处成像，所以焦平面以为发出的光被针孔挡住，对共焦图像的贡献很小。这样得到的共聚焦图像基本上仅来自于焦平面上的光信息，即被焦平面切割的断层。如果逐步调节样品纵轴的位置，可产生样品的多幅断层图像，细胞或组织各个横截面的图像都能清楚的显示。这种成像方法称为共焦扫描显微镜层析成像方法。通过图像的三维重建技术，则能得到样品的三维立体图像。
特点：
1.散射背景小，图像对比度好，探测灵敏度高，成像质量好；
2.可进行三维扫描成像；
3.采用激光光源；
4.配备了功能强大的图像处理软件。
应用领域：
由于激光扫描共聚焦显微镜结合先见的数据采集、记录与处理技术，使使其在生命科学的研究中成为最先进的分子细胞生物学的分析仪器，用于观察或细胞结构及特定分子、离子的生物学变化，定量分析，以及实时定量测定等，并衍生出黏附细胞的分选、激光细胞显微外科技术、荧光漂白后恢复技术、细胞通讯技术、细胞黏膜流动性测定以及光活化技术等多个新技术和新方法。现在激光扫描共聚焦显微镜已经被广泛的用于生物学、生物化学、生理学、药理学、病理学、遗传学和组胚学以及免疫学、环境学和营养学等领域。解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题简述涂镀加工原理与应用。正确答案： 涂镀又称刷镀或无槽镀，是在金属工作表面局部快速电化学沉积金属的新技术。涂镀加工时，工件接电源的负极，镀笔接电源的正极。浸满镀液的镀笔在工件表面上以一定的相对运动速度进行刷抹而使工件获得镀层。在阴极工件上，镀液中的金属离子在电场作用下与电子结合，还原为金属原子而沉积形成镀层。
应用：
（1） 修复失效的零部件表面，恢复尺寸和几何形状，设施超差品补救。
（2） 填补零件表面上的划伤、凹坑、点蚀等缺陷，（例如机床导轨、活塞液压缸缸套及柱塞、密封部件、模具型腔、印刷辊及吸墨鼓、造纸辗光辊及烘缸等的修补。）
（3） 大型、复杂、单件小批量工件的表面局部刷镀镍、铜、锌、镉、钨、金、银等防护层，改善表面性能。解析： 暂无解析 -
第13题：
简述电子束、离子束、激光束加工技术的工作原理和适用的加工范围？各具有哪些特点？
正确答案:电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高（106～109W/cm2）的电子束，以极高的速度冲击倒工件表面积下的区域上，在极短的时间内，其能量的大部分转变为热能，使被冲击部分的工件材料达到高温，使材料局部熔化和汽化，抛出工件表面。特点：
1.束径小、能量密度高
2.采用非接触加工
3.被加工对象范围广
4.电子束能量高，加工速度快、效率高；
5.易于实现自动化
6.电子束加工需要一套专用设备和真空系统，价格较贵。
电子束加工的应用范围很广，可用打各种孔、切槽、焊接、光刻、表面改性等工件。它既是一种精密加工方法，又是一种重要的微细加工方法。离子束加工是在真空下，将离子源产生的离子束经过加速聚焦，经过加速的离子具有很大的能量，离子束打到工件表面上，发生撞击效应、溅射效应和注入效应，从而实现的加工。特点：
1.加工精度和表面质量高
2.加工材料广泛
3.加工方法丰富
4.性能好，易于实现自动化
5.应用范围广泛；
离子束的束斑直径和能量密度，直径小、能量密度大的离子束用于去除加工，直径大、能量密度较低时适于镀膜、刻蚀，而直径大、能量强的离子束适于注入加工
当能量密度极高的激光束照射在加工表面上时，一部分从材料表面反射，一部分透人材料内，其光能被吸收，并转换为热能，使照射区域的温度迅速升高、熔化、气化和熔融溅出而去除材料。特点：
1.加工精度高
2.加工材料范围广
3.加工性能好
4.加工速度快、效率高
5.价格昂贵。应用范围广泛，可归纳为激光去除加工、激光表面改性和激光焊接等几类，具体的加工方法有打孔、切割、微调、动平衡、刻蚀、固态相变、合金化、涂敷、熔凝、焊接、激光存储（光盘）等。 -
第14题：
简述激光模式对激光加工的影响，并举出2个它们的应用领域？
正确答案: 基模光束的优点是发散角小，能量集中，缺点是功率不大，且能量分布不均。应用：激光切割、打孔、焊接等。
高阶模的优点是输出功率大，能量分布较为均匀，缺点是发散厉害。应用：激光淬火（相变硬化）、金属表面处理等。 -
第15题：
问答题激光加工的原理是什么？激光加工通常应用的场合有哪些？正确答案： 1）激光加工是利用光的能量，经过透镜聚焦，在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工各种材料的。
2）激光打孔、激光切割、激光刻蚀标记、表面热处理，表面改性等解析： 暂无解析 -
第16题：
名词解释题激光加工原理正确答案： 激光当聚焦到尺寸与光的波长相近的小斑点上时，焦点处的功率达到， 温度可高达10000℃以上，材料瞬时急剧熔化和汽化并爆炸性地高速喷射出来，且有方向性很强的冲击波。解析： 暂无解析 -
第17题：
问答题激光加工的基本原理。正确答案： 激光通过一系列的光学系统，聚焦成一个极小的小斑点，获得能在千分之几秒甚至更短的时间使各种物质熔化和汽化，以达到蚀除被加工工件表面的目的。解析： 暂无解析 -
第18题：
问答题简述电化学加工原理及应用。简述电化学加工的分类及电解机理。正确答案： 电化学加工是利用电极在电解液中发生的电化学作用对金属材料进行成形加工。广泛应用于涡轮，齿轮、异型孔等复杂型面、型孔的加工以及炮管内膛线加工和去毛刺等工艺过程。
三大类：
1.利用阳极金属的溶解作用去除材料；
2.利用阴极金属的沉积作用进行镀覆加工；
3.电化学加工与其他加工方法结合完成的电化学复合加工。
电解机理：以工件为阳极、工具为阴极，两极之间加624V的直流电压，电解液以560m/s的速度从两极之间的缝隙冲过，使两极之间形成导电通路，两极和电解液之间就有电流通过。金属工件在电化学反应的作用下，不断地溶解到电解液中电解产生物则被高速流动的电解液带走。随着工具电极恒速向工件进给，工件材料按工具电极型面的形状不断地溶解，最终使工件与工具电极之间各处的间隙趋于一致，在工件上加工出和工具电极型面相反的形状。解析： 暂无解析 -
第19题：
问答题试述激光加工的基本原理及其主要应用场合（典型工艺）正确答案： 由激光发生器发射出的激光束通过透镜将激光束聚焦成极小光斑（直径几－十几um），其功率密度极高（108-1010W/cm 2）；光能被工件吸收后便迅速转化为热能（光斑区温度可达1万℃以上），并致使材料熔化甚至气化，这种加工方法即为激光加工。激光加工的应用场合：打孔、切割、激光焊接、激光打标、激光热处理、激光雕刻、激光铣削、激光快速成形技术等。解析： 暂无解析 -
第20题：
问答题简述激光加工的原理。正确答案： 当工作物质（红宝石、钕玻璃具有亚稳态能级结构的物质）受到光泵的激发后，便产生受激辐射跃迁，造成光放大，并通过由两个反射镜（全反射镜和部分反射镜）组成的谐振腔产生振荡，由谐振腔一端输出激光，经过透镜将激光束聚焦到工件待加工表面上。该聚焦光斑直径仅有几微米到几十微米，因此能在极短的时间内熔化、气化任何材料。解析： 暂无解析 -
第21题：
问答题简述超声加工原理及应用。正确答案： 原理：超声波加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。超声波发生器产生1.6万Hz以上高频交流电源，输送给超声换能器，产生超声波振动，并借助变幅杆将振幅放大到0.05～0.1mm左右，使变幅杆下端的工具产生强烈振动。磨料在工具的超声振荡作用下，以极高的速度不断地撞击工件表面，使工件材料在瞬间高压下产生局部破碎。随着悬浮液的循环流动，使磨料不断得到更新，同时带走被粉碎下来的材料微粒。工具连续进给，工具的形状便被复制到工件上。
超声波加工的应用：成形加工、切割加工、复合加工、超声波焊接、超声波清洗。解析： 暂无解析 -
第22题：
问答题简述超声波加工的原理及应用。正确答案： 超声波加工是利用工具端面作超声频振荡，再将这种超声频振荡，通过磨料悬浮液传递到一定形状的工具头上，加工脆硬材料的一种成形方法。
超声波加工的应用：
成形加工、切割加工、复合加工、超声波焊接加工、超声波清洗。解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题电子束加工、离子束加工和激光加工各自的工作原理和应用范围如何？各有什么优缺点？正确答案： 三者都适合于精密、微细加工，但电子束、离子束加工需在真空中进行，因此加工表面不会被氧化、污染，特别适合于“洁净”加工。电子束加工是基于电能使电子加速转换成动能，在撞击工件时动能转换成热能使材料熔化、气化而被蚀除，主要用于打孔、切割、焊接、热处理等。而离子束加工是电能使质量较大的正离子加速后打到工件表面，靠机械撞击能量使工件表面的原子层变形、破坏或切除分离，并不发热，主要用于精微表面工程，有离子刻蚀、溅射沉积、离子镀、离子注入等形式。激光加工是靠高能量密度的光能转换成热能使材料熔化、气化而被蚀除，可在空气中加工，不受空间结构的限制，故也使用于大型工件的切割、焊接、热处理等工艺。解析： 暂无解析