試論金屬材料加工工藝中激光技術的應用

馬紅超

摘 要：激光技術的研究、應用推廣能夠充分體現出一個國家的現代化程度。該技術主要是通過高效利用中激光束、物質相互作用的特性，來對材料實行焊接、表面處理以及微加工等工序。就現階段來看，該技術已經在汽車、機械制造等部門得到了相對普遍的推廣，并在提升產品質量、控制材料消耗上發揮著積極的促進作用。

關鍵詞：金屬材料 加工工藝 激光技術 應用分析

中圖分類號：TG665 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（a）-0054-02

近年來，在社會快速發展帶動下，激光技術的應用、推廣范圍也在逐步拓展，并逐漸向工業、科研等諸多領域進行滲透，并在很多行業都擁有著較高的應用發展優勢，尤其是金屬材料加工中的應用，逐漸成為了該行業不可或缺的發展因素。但就目前來看，該技術雖然在很多領域都得到了廣泛推廣，但由于種種因素的制約，該技術在材料加工領域的應用價值還未得到充分發揮，還有待進一步挖掘。

1 金屬材料加工工藝中激光技術的應用探究

1.1 激光切割

切割不僅是一項十分關鍵的激光加工工藝，同時也是材料加工行業生產、發展中至關重要的一項應用技術。就目前來看，激光切割通常都應用于薄板材料加工，如，電梯控制板、木模板等，但在金屬材料加工方面的應用還有待進一步優化，也是該技術未來的主要發展方向[1]。

現階段，豐田、福特等世界知名的汽車公司就將激光切割技術推廣到了汽車組裝生產線上。相比于其他切割技術來講，該技術能夠在最小基本面板內，對不同規格、精度的零件進行加工，且不受金屬摸的限制，還能夠獲得理想的加工效果。此外，激光切割技術在各類不銹鋼工件的切割加工中也得到了廣泛應用，而且不論是在加工質量，還是數量上都能夠呈現出良好的發展趨勢。

1.2 激光打孔

激光打孔是一項比較傳統，且較為實用的激光材料加工技術，相比于其他技術，這種加工技術不僅具有較高的精度和效益等特點，也在應用發展中逐漸成為了該行業的至關重要的技術元素。在20世紀末，激光打孔技術得到了飛速發展，并逐漸呈現出了較為顯著的多元化發展趨勢，而隨著相關技術、工藝的不斷更新完善，隨著孔徑的逐漸縮小，性能也隨之不斷提升。在我國，該技術的發展歷史也相對較長，最早用于20世紀60年代的鐘表制造行業，并取得了一定的應用發展成就，但相比于諸多國外發達國家來講，我國對此項技術的應用、研發還存在著較大差距。當前，很多發達國家將激光打孔技術科學、廣泛地應用到了醫藥、飛機制造以及食品加工等領域，并為其帶來了相對較大的精神、物質財富[2]。

1.3 激光打標

激光打標技術作為一項應用性較強的相關材料加工技術，主要是通過較高的能量與密度的激光，來對局部的工部件進行照射，并對汽化、液化等化學反應進行科學利用，以此來將相關標識永久性地留在工部件的表面。就目前來看，該技術在金屬制造行業領域的應用最廣泛，如，刃具、軸承等金屬制品的打印標記對激光達標技術的依賴性都很強。同時，該技術也能夠在不影響晶體性能的基礎上，實現看似無法完成標記打印。另外，在社會科技快速發展背景下，一些大理石、陶瓷等非金屬制品的達標也可以采用激光打標技術來進行，而隨著近幾年，激光系統的不斷優化，也在某種程度上拓展了標記深度，也進一步提升了標記質量。并且，作為一種較為新穎、先進的產品防偽手段，激光打標技術的應用發展也得到了社會各界的廣泛重視。

1.4 激光焊接與表面熱處理

首先，對于激光焊接技術的應用發展來講，結合服務對象、使用器件的不同，激光焊接主要可分為深熔焊、傳導焊兩種類型機制，前者主要應用于機械制造領域，而后者則在電子電氣行業應用比較廣泛。

就目前的發展現狀來看，該技術已經在汽車行業得到了深層次的滲透，也為行業發展提供了重要的技術支持。具體來講，這種應用主要在兩方面有顯著的體現：一方面是在傳動焊接上[3]。當前，此項技術能夠適應汽車傳動系統大部分零件焊接需求，而相比于其他傳統的焊接技術來講，激光焊接既可以對零件的使用壽命進行有效延長，也能夠大幅度降低零件的應用成本，進而將其獨特的應用價值充分體現出來。另一方面，是在焊接組合件上。具體來講，主要就是將原本分散的平板工件焊接、沖壓成一個整體，這樣不僅能夠有效減少工件數量，也能夠促進其部件性能的不斷增強，并在降低車體重量的同時，使汽車的整體性能得到不斷優化。

其次，對激光表面熱處理來講。一方面，受到激光表面硬化影響，馬氏體的量會隨之不斷增加，而在不斷提升零部件疲勞強度的基礎上，也能夠進一步提升其耐磨性能。現階段，激光表面硬化已經在汽車曲軸、凸輪軸等物件制造中得到了廣泛應用，而就實際應用效果來講，其不僅可以有效延長零部件使用壽命，也能夠大幅度降低物件制造成本；另一方面是激光合金化與熔覆，其能夠大幅度提升加工材料的抗腐蝕、耐磨性能。

2 激光技術在金屬加工工藝中的應用前景

針對激光技術的應用現狀來看，可以從以下幾方面來加強該技術在金屬材料加工工藝中的應用。

首先，應對激光工作參數進行不斷完善，優化加工作業數據庫。在實際應用中，相關工作人員都知道，激光照射具有相對較高的可控性，不論是在激光照射時間，還是范圍、強度方面，都能夠實行科學、高效的人為干預，也正是由于其具備這種特性，激光加工充分體現出了鮮明的多元化特征。因此，為了將激光加工優勢充分發揮出來，相關工作人員可以針對靈活多樣的加工方式、對象，建立一套與之相適應的、科學完善的工作參數，從而為激光加工提供更可靠的標準。同時，還應建立完善的加工作業數據庫，并以此來促進激光加工質量、效率的不斷提升[4]。

其次，積極推廣激光多工位分時綜合加工。從理論層面來講，即使是同一束光源也能夠進行綜合性的加工處理，其主要是因為該激光源可以對激光照射時間、能量密度進行自主控制。而在此基礎上，不同工位上分時可以通過對不同方式進行可續整合來進行加工，這樣激光切割、焊接和表面處理等工序便能夠由一臺設備來進行，從而獲得良好的綜合加工效果。由此可見，其綜合加工模式的大力推廣，已經逐漸成為了加工技術未來發展的必然趨勢[5]。

再者，積極實現自動化、無人化的激光加工。在實際應用過程中，為了最大限度地節省人力消耗，促進其加工效率的不斷提升，應積極推動激光加工技術向自動化、無人化方向發展。而就目前來看，激光技術要想在此方面獲得突破性發展，就必須要擁有強大的網絡、自動控制技術，以及計算機生產輔助管理技術來為其突破性發展提供有力保障。為此，應對相關技術配套設施建設進行不斷完善，從真正實現激光加工自動化、無人化，也進一步提升激光技術在金屬材料加工工藝中的應用水平。

3 結語

總之，在新時期背景下，激光技術在金屬材料加工工藝中的科學運用是一項極其系統的工程。為了不斷增強其工程的時效性，必須要加強該技術的應用研究。不僅要對激光技術在該領域的應用現狀進行全面分析，還要積極探究該技術的應用路徑，只有這樣才能夠將該技術的功效充分發揮出來，并進一步拓寬其應用前景，才有助于推動金屬材料加工事業的快速、健康發展。

參考文獻

[1] 黃翔，徐君，張永良，等.金屬材料加工工藝中激光技術應用分析[J].城市建設理論研究：電子版，2014（23）：2130-2131.

[2] 樊熊.金屬材料加工工藝中激光技術應用分析[J].企業技術開發（下半月），2013，32（10）：23-24.

[3] 田延龍.激光技術在金屬材料加工工藝中的應用探析[J].科技創新與應用，2013（10）：25.

[4] 馬范軍.“金屬材料成型加工工藝”課程教學淺析[J].教師，2012（32）：48.

[5] 陳海彬，何偉鋒，孫振忠，等.泡沫金屬材料的特種加工工藝[J].現代制造工程，2011（3）：66-68.