1引言

     20世紀20年代愛因斯坦提出的光受激輻射的概念預見了激光的產(chǎn)生，40年后的1960年美國工程師梅曼率先研制成功的第一臺紅寶石激光器標志著激光的正式誕生，隨后，激光技術迅猛發(fā)展。繼固體激光器后，氣體激光器、化學激光器、染料激光器、原子激光器、離子激光器、半導體激光器、X射線激光器和光纖激光器相繼問世。應用領域也擴展到諸如電子、輕工、包裝、禮品、小五金工業(yè)、醫(yī)療器械、汽車、機械制造、鋼鐵、冶金、石油等，為傳統(tǒng)工業(yè)的技術改造和制造業(yè)的現(xiàn)代化提供先進的技術裝備。

    由干篇幅限制，本文只介紹CO₂氣體激光加工技術在切斷、焊接、電子方面的應用情況。

 2. 二氧化碳(C0₂)氣體激光的優(yōu)點  

    由于該激光是以CO₂氣體分子為介質(zhì)，放電而產(chǎn)生的激光，因而稱為二氧化碳(C0₂)氣體激光。此類激光既能連續(xù)發(fā)光，又能脈沖發(fā)光，輸出功率大，效率高。因而材料的切斷加工幾乎全部采用二氧化碳(CO₂)氣體激光。

    CO₂激光切斷是用聚焦透鏡(半透鏡)將CO₂激光束的焦點落在材料表面，使材料在瞬間熔化，同時用與激光束同軸的有一定壓力的氣體吹掉熔融物，從而形成切縫的切斷方式，如圖1所示。

    截止到2006年，CO₂激光加工技術能夠切割厚度在25 mm以下的鋼材，厚度在15 mm以下的鋁材。三菱電機公司激光加工機的極限切割能力如圖2, 3, 4所示。

    在切割速度方面，以1 mm厚的不銹鋼板為例，在保證50μm精度的前提下，切割速度可以提高到20 m/min。如果切割非金屬材料，比如說lmm厚的亞克力材料，切割速度可以提高到85 m/min以上。

    此切斷方式和其他方法相比，明顯的優(yōu)點是:

    (1)切割質(zhì)量好。切口寬度窄(一般為0.1-- 0.5mm)、精度高(一般孔中心距誤差0.1-0.4 mm，輪廓尺寸誤差0.1--0.5 mm)、切口表面粗糙度好(一般R₂為12.5--25μm)，切縫一般不需要再加工即可焊接。

    (2)切割速度快。例如采用輸出功率2kW的激光機，8 mm厚的碳鋼切割速度為1.6 m/min; 2 mm厚的不銹鋼切割速度為3.5 m/min，熱影響區(qū)小，變形極小。

    (3)清潔、安全、無污染。大大改善了操作人員的工作環(huán)境。

    激光器、冷卻器、機床、數(shù)控裝置，再加上一些附屬設備才能構成一臺激光加工機。由此可見，生產(chǎn)CO₂激光加工機的廠家必須是強大的電氣綜合生產(chǎn)企業(yè)。否則只能外購關鍵設備，進行拼裝，此類設備的售后服務存在著巨大的隱患。

    現(xiàn)在世界上能夠生產(chǎn)CO₂激光器的土要廠家有日本的二菱電機公司、FNUC公司、松下公司等，德國的Rofin公司等。

    而生產(chǎn)CO₂激光加工機的廠家有日木三菱電機公司、天田公司、馬扎克公司、日平富山公司、德國的Trumpf公司、意大利Prima公司、瑞士Bystronic公司、澳大利亞HG Laser Lab公司等。

    目前，三菱電機公司的CO₂激光加工機可實現(xiàn)全部關鍵設備自己生產(chǎn)，其他廠家還處于購買關鍵零部件、進行拼裝的階段。