印度先进工艺技术中心研制的大功率CO2激光器及其在材料加工中的应用

摘要

印度先进工艺技术中心已经成功研制出输出功率高达15kW的横流(TF)连续波(CW)CO2激光器;500Hz高脉冲重复频率横向激励大气压(TEA)CO2激光器;平均输出功率为500W的射频激励快轴流CO2激光器。目前,这些激光器已应用于各种材料加工中。研究人员在实验中发现,横流CO2激光器的电极间隙产生的放电电压变化很小。该中心利用最佳调制激光束在钛金属板上进行激光打孔、切割,并对316L不锈钢焊缝金属进行再凝固,在提高抗晶间腐蚀性能等方面取得了突破性进展。该中心还对激光弯曲304不锈钢板进行了微观结构和金相分析,找到了最佳处理区域。利用激光在316L不锈钢和铝合金基质材料表面熔覆Mo,WC和Cr2C3粉末,提高了这些材料的耐磨性。该中心还研制出一种激光快速加工设备,利用铬化硼系化合物(Colmonoy-6)、316L不锈钢和铬镍铁合金粉末制造出最小表面粗糙度达到5～7μmRa,叠层间的最小表面波纹度达45μm的各种不同几何形状的零件。此外,用激光还可切割厚混凝土块,然后采用机械打磨工艺,激光束以最佳角度入射,在混凝土的表面垂直钻孔,使熔化的材料在重力的作用下流出孔外。用激光方法在混凝土上钻孔提高了钻孔效率。