激光加工及其發展

杜 洋 徐 偉 錢慶鵬

（沈陽理工大學）

激光加工及其發展

杜 洋 徐 偉 錢慶鵬

（沈陽理工大學）

隨著科技的發展，我國機械技術越來越成熟。激光加工是一種利用激光束來完成焊接、切割、打標、鉆孔等一系列活動，利用激光束可以在不同的材料上進行這些焊接、切割等活動。尤其是對于一些要求十分精準的工程和對于一些特殊材料的加工，激光可以發揮出無可取代的作用。

激光加工；發展前景；加工原理

引言：隨著經濟的不斷進步，人們的生活需求越來越多，各個企業間的競爭也十分的激烈，產品也在不停的發展和改進。在要求質量的同時，時間也是在生產時會引起大家注意的問題，效率越高，投入的人力和物力才能越少。然而這些問題是傳統制造過程中無法避免的問題，所以為了得到更高的回報和收入，人們開始挖掘更先進的技術手段。隨著激光技術的不斷進步，運用激光的手段也開始日益成熟，這一現象，推動了我國機械制造和產品工業的發展。

一、激光加工的原理及其特點

1、激光加工原理

激光的工作是通過將激光束投射到物體的表面，利用高溫對物體進行切割、焊接甚至是改變物體表面的性能。由于激光在工作時是依靠激光束，所以避免了工具與物體間在工作時產生的摩擦，這不僅可以有效提高工作的速度，還可以減少工作時產生的噪音。由于激光的光束接觸范圍小，所以激光技術可以應用到很多精細的機械制造中去。

2、激光的特點

激光是一種依靠高溫來對物體進行改造的技術，所以它可以應對很多材料的制造中，甚至是一些高熔點的金屬和非金屬材料。而且，激光束工作效率高，由于激光束的集中，對無需改造的部位傷害較小。利用光的傳播效應，還可以通過透明材質對其內部進行加工改造。使用激光束加工改造，可以比傳統加工方法節省更多的時間及成本。效率高、質量好、成本低等特點使得激光在加工領域有著明顯的競爭優勢。

二、激光的應用

1、激光打孔

利用脈沖激光器對物體進行微小的打孔方法，被廣泛的應用到鐘表和寶石的加工中。使用激光對物體進行打孔，打出的孔十分精準，每個孔之間的誤差相當的小，而且激光束打孔速度快，生產效率高。激光打孔不僅僅應用到電子工業產業下，如此便捷的技術在很多領域都是炙手可熱的。例如一些簡單的香煙濾嘴加工、噴霧閥門的小孔都在應用著激光的神奇功能。在一些器械工具無法完成的鉆孔時，激光束都可以大顯身手，幫助人們達到想要達到的效果和工作量。

2、激光切割

針對不同的切割對象，有不同瓦數的激光可以供大家選擇。為了確保精準的空間曲線和工作效率，汽車制造時會采用成千上萬瓦數的激光進行切割。而在對精小的物件進行切割時，則會采用功率較小的激光束。另外利用激光可以對物體表面進行改造的特點，可以為物體表面刻字和做標記，既能保證流水線工作的速度，又能刻畫出持久的標記。利用激光切割和激光焊的工作原理相似，都是利用高溫來對物體進行加工。在進行切割時，激光束的溫度可達到1100攝氏度，這個溫度可以對任何的材料進行順利的切割。激光的切割不僅應用的物體高溫液化的原理，還利用了物體可在高溫下氣化的原理。利用激光進行切割時，可以保證切口的表面光滑平整，切割尺寸精準，切割質量高，這些優點是很多傳統切割工具所不具備的特點。

3、激光的熱處理

激光的熱處理是指利用激光來加熱物體的表面。利用激光束集中加熱的特點，可以對物體表面進行熱處理，首先在用激光束照射物體時，熱量會集中在一個區域，這使得該區域很快的達到想要到達的溫度。然而在剩下的區域，由于激光束加熱比較集中，所以物體的其它區域仍保持著正常的溫度，這會促進加熱區域在被激光加熱后，快速的冷卻下來。另外通過改變激光的波長、功率以及照射時間，可以很好的把握熱處理的深度和范圍，簡化了復雜零件和器械的加工過程。

4、激光的強化處理

激光的強化處理是應用激光的局部加熱和自動快速冷卻的特點對材料進行強化。在金屬的強化過程中，通過調節激光束的能量密度，從而完成金屬材料的表面強化和冶金過程。這一技術的成熟應用，將會推動我國制造業快速的向前發展。

5、激光的融化處理

激光的融化處理包括合金化、溶覆、重溶細化等一系列活動，它是利用激光的熱處理引起的金屬表面的融合，接著又迅速凝結，形成細致的組織和表面。激光的融合處理可以在不融入非金屬材料的情況下，對金屬進行改造。激光束的傳播速度快，所以在工作時不會夾雜著雜質和其他氣體，這能保證融化后金屬的純度。

三、激光加工的發展前景

激光加工技術具有很多其它技術難以替代的優點，所以在未來的制造產業中，激光加工技術是有著很強的競爭實力的。我國的激光加工技術也在不斷的向前邁進，出現了激光溶覆和復合圖層等高端的技術。但從國際的角度上看，我國的激光加工技術與其他國家相比還遠遠的落后，高檔的激光加工系統在我國難得一見，主力激光器質量不過硬等問題阻擋著我國激光產業向國際邁進。但目前，我國一些生產加工企業已經意識到了激光產業中存在的不足，未來的幾年內，我國的激光技術將引起廣泛的關注，越來越多的制造產業愿意接受激光技術來幫助他們提高工作質量和工作效率。為了更好的適應這個時代的快速發展，激光技術也將會不斷的創新，為工業制造提供更便捷的服務，讓我國人民更加容易的接受這個能為人類帶來巨大效益得技術。在不久后，我國的激光技術產業也能在國際舞臺上具有著較大的競爭力和影響力。

通過以上的介紹，我們應該清晰的認識到激光技術的應用領域和發展前景。在這個科技改變生活的時代，合理的利用一門高科技技術，不僅可以造福人類，還可以推動一個國家的經濟發展。

[1]劉晉春、趙家齊、趙萬生，特種加工（第四版）[M],機械工業出版社，2007。

[2]宋威廉，激光加工技術的發展[M]，北京：機械工業出版社，2008.

[3]劉振輝，楊嘉楷.特種加工[M].重慶；重慶大學出版社，[99].

K928

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1007-6344（2017）01-0114-01

杜洋，1995.10.26，男，遼寧省錦州市，機械設計制造及其自動化，沈陽理工大學

徐偉，1994 10 22，男，遼寧省鞍山市千山區，機械設計制造及其自動化，院校，沈陽理工大學。

錢慶鵬，1993.11.24，男，云南省曲靖市宣威市，機械設計制造及其自動化，院校，沈陽理工大學