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第1章 激光加工物理基础1

1.1 激光物理基础1

1.1.1 激光产生的机理1

1.1.2 激光光束的特性9

1.1.3 激光器的输出特性及其对激光加工的影响11

1.1.4 激光加工中常用的激光技术16

1.1.5 激光加工的特点22

1.2 激光与物质的相互作用23

1.2.1 激光与物质相互作用的物理基础23

1.2.2 金属材料对激光的吸收27

1.2.3 非金属材料对激光的吸收29

1.2.4 光致等离子体32

1.2.5 激光防护33

1.3 激光加工用激光器43

1.3.1 Nd:YAG激光器43

1.3.2 CO2激光器48

1.3.3 准分子激光器52

1.3.4 半导体激光器54

1.3.5 光纤激光器58

1.3.6 其他激光器62

1.4 激光加工用光学系统64

1.4.1 激光光学元件64

1.4.2 光学聚焦系统66

1.4.3 光学匀光系统68

1.4.4 光学导光系统70

1.5 激光加工用数控系统72

1.5.1 龙门式激光加工系统72

1.5.2 飞行光学加工系统73

1.5.3 精密坐标加工系统74

1.5.4 激光加工用机器人75

参考文献76

第2章 激光打标技术77

2.1 振镜式激光打标技术78

2.1.1 振镜式激光打标技术原理82

2.1.2 振镜式激光打标的误差及修正83

2.1.3 振镜式激光打标开关激光信号的调整84

2.1.4 振镜式打标机构的三维加工86

2.1.5 振镜式激光打标技术的典型应用88

2.1.6 激光飞行打标技术91

2.2 掩模式激光打标技术100

2.2.1 掩模式激光打标的原理与光学系统100

2.2.2 掩模板的制备101

2.2.3 掩模式激光打标应用举例101

2.3 点阵式激光打标技术102

2.3.1 数字点阵式激光打标机102

2.3.2 激光头移动式点阵激光打标机102

2.3.3 利用激光焊接机、切割机打标103

2.4 激光打标技术的发展104

参考文献105

第3章 激光焊接技术107

3.1 概述107

3.2 激光焊接原理107

3.2.1 激光热传导焊接108

3.2.2 激光深熔焊接108

3.3 激光焊接工艺参数的作用与实验选择110

3.3.1 激光焊接工艺的主要参数110

3.3.2 激光焊接主要参数的选择110

3.4 激光焊接实用举例116

3.4.1 新型电池的激光焊接116

3.4.2 精密仪表零件的激光焊接123

3.4.3 激光焊接在汽车制造业中的应用127

3.4.4 激光自动焊接132

3.5 激光焊接技术的发展前景134

参考文献135

第4章 激光切割技术137

4.1 概述137

4.2 连续激光切割的基础137

4.2.1 连续激光切割材料的特点137

4.2.2 连续激光切割材料的机理及分类138

4.2.3 影响连续激光切割质量的因素139

4.3 常用材料的激光切割特性144

4.3.1 金属板材的激光切割144

4.3.2 非金属材料的激光切割146

4.4 连续CO2激光的特色应用147

4.4.1 钣金件激光切割147

4.4.2 非金属板材的激光切割150

4.4.3 特殊高质量部件的激光切割151

4.4.4 三维激光切割156

4.5 脉冲固体激光切割应用156

4.5.1 微喷水波导激光切割应用156

4.5.2 紫外脉中激光切割高精度模板158

4.5.3 脉冲激光的其他微加工应用160

4.6 连续固体激光应用于材料切割160

4.6.1 大功率片状激光器161

4.6.2 大功率光纤激光器161

参考文献162

第5章 激光热处理技术164

5.1 激光淬火技术164

5.1.1 概述164

5.1.2 激光淬火理论基础165

5.1.3 发动机缸套激光淬火170

5.1.4 齿轮的激光淬火174

5.1.5 轴类零件的激光淬火178

5.1.6 模具的激光淬火180

5.2 激光熔覆技术181

5.2.1 概述181

5.2.2 激光熔覆工艺182

5.2.3 常用激光熔覆材料184

5.2.4 激光熔覆层的表面性能189

5.2.5 激光熔覆层裂纹分析191

5.2.6 激光熔覆的应用193

5.3 激光毛化技术194

5.3.1 概述194

5.3.2 激光毛化原理195

5.3.3 激光毛化装置及工艺198

5.4 激光表面合金化技术200

5.4.1 概述200

5.4.2 表面合金化的强化机制201

参考文献205

第6章 激光雕刻技术207

6.1 激光雕刻原理207

6.1.1 激光雕刻的基本原理207

6.1.2 激光雕刻机的一般构造209

6.1.3 激光雕刻方法214

6.1.4 金属材料的激光雕刻218

6.1.5 非金属材料的激光雕刻221

6.2 激光雕刻在印染业中的应用221

6.2.1 印刷辊筒的激光雕刻221

6.2.2 纸箱印字版的激光雕刻225

6.3 激光在印章、证卡业中的应用227

6.3.1 印章的激光雕刻227

6.3.2 激光雕刻防伪证卡229

6.4 激光雕刻在工艺品中的应用230

6.4.1 激光雕刻木材制品230

6.4.2 激光雕刻工艺陶瓷231

6.4.3 激光雕刻皮革232

6.5 激光内雕技术232

6.5.1 内雕用激光器233

6.5.2 玻璃体的激光内雕技术233

参考文献235

第7章 激光打孔技术237

7.1 激光打孔原理237

7.1.1 激光打孔基本原理237

7.1.2 激光打孔设备242

7.1.3 激光打孔的精度分析245

7.1.4 激光打孔的辅助工艺254

7.2 激光打孔实例256

7.2.1 喷丝头打孔256

7.2.2 喷油嘴打孔256

7.2.3 宝石轴承打孔257

7.3 激光打孔与精密切割258

7.3.1 金刚石片打孔切割258

7.3.2 不锈钢管打孔切割258

参考文献260

第8章 飞秒激光加工技术261

8.1 概述261

8.2 飞秒激光微加工机理262

8.2.1 飞秒激光微加工的多光子吸收262

8.2.2 多光子吸收的阈值262

8.2.3 飞秒激光微加工的实现原理262

8.2.4 飞秒激光表面加工机理263

8.2.5 透明材料内部微加工机理263

8.2.6 双光子聚合机理263

8.3 飞秒激光加工特点264

8.3.1 等离子体屏蔽的回避264

8.3.2 热扩散损失的回避264

8.4 飞秒激光加工应用264

8.4.1 飞秒激光的材料去除加工264

8.4.2 飞秒激光脉冲对透明介质的材料去除微加工272

8.4.3 飞秒激光对透明材料内部的三维加工和改性273

8.4.4 双光子聚合277

8.5 飞秒激光微纳加工系统278

8.5.1 飞秒激光微纳加工系统的组成278

8.5.2 飞秒激光加工用光源279

8.5.3 飞秒激光参数的测定280

8.5.4 飞秒激光加工的探测方法282

8.6 飞秒激光加工研究及进展282

8.6.1 国际飞秒激光加工的发展现状282

8.6.2 我国飞秒激光加工的发展现状283

8.6.3 微纳米加工用飞秒激光器发展趋势283

参考文献283

第9章 激光快速成型技术284

9.1 激光快速成型制造原理及应用284

9.1.1 激光快速成型制造原理284

9.1.2 微机控制激光快速成型288

9.1.3 激光快速成型的应用292

9.2 激光快速成型法294

9.2.1 光敏树脂法295

9.2.2 叠层法302

9.2.3 烧结法306

参考文献311

第10章 最新激光加工技术312

10.1 激光修补312

10.1.1 激光微调312

10.1.2 存储器激光冗余修正313

10.1.3 掩模版激光修补314

10.2 激光光刻314

10.3 激光清洗315

10.3.1 轮胎模具激光清洗315

10.3.2 硅片激光辅助清洗316

10.3.3 激光清洗聚酰亚胺薄膜317

10.3.4 集成电路组件激光消闪317

10.3.5 集成电路组件激光退标317

10.3.6 大型天文望远镜的清洗318

10.3.7 磁头滑座空气轴承的清洗318

10.3.8 艺术品激光清洗318

10.3.9 激光脱漆318

10.3.10 激光除锈和去氧化皮321

10.3.11 激光去油脱脂321

10.4 激光划片321

10.5 激光引致分离322

10.5.1 传统的玻璃和玻璃制品的切割方法322

10.5.2 玻璃和玻璃制品的激光熔化切割方法322

10.5.3 玻璃的第二代激光切割法322

10.5.4 玻璃的第三代激光切割法——双激光法324

10.6 激光加工高密度柔性线路板325

10.7 脉冲激光溅射沉积薄膜技术326

10.8 激光辅助化学气相沉积326

10.9 激光强化电镀327

10.10 激光退火非晶硅327

参考文献328