激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用

陳安新

摘 要：激光技術(shù)實(shí)際上就是利用激光束作用在金屬材料上，對(duì)材料進(jìn)行切割等，已經(jīng)成為國家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。其應(yīng)用范圍十分廣泛，也常被用在金屬材料加工工藝中，不僅可以節(jié)省大量人力和物力，還可以提高金屬材料的質(zhì)量，減少材料的消耗。

關(guān)鍵詞：激光技術(shù) 金屬材料 加工工藝 應(yīng)用

激光技術(shù)屬于新興的制造技術(shù)，具有自身的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和規(guī)律，也已經(jīng)形成了專業(yè)的激光理論。激光技術(shù)具有以下特點(diǎn)：一是單色性，二是相干性，三是方向性，四是高光強(qiáng)。目前，激光技術(shù)已經(jīng)趨向成熟，但是還需要不斷完善和調(diào)整，提高國內(nèi)激光技術(shù)水平。

一、激光技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.效率高。目前，激光切割是應(yīng)用最為廣泛的激光技術(shù)，應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域中。在汽車制造業(yè)中，主要應(yīng)用激光技術(shù)切割鈑金零件，不僅可以優(yōu)化汽車零部件結(jié)構(gòu)，還可以提高汽車的基本性能，在一定程度上降低了汽車的油耗。在航天工業(yè)中，主要應(yīng)用激光技術(shù)切割鋁合金。激光技術(shù)的廣泛應(yīng)用在一定程度上推動(dòng)了工業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展。隨著激光束質(zhì)量的快速提高，激光技術(shù)也廣泛應(yīng)用于金屬材料加工中。激光技術(shù)可以切割以下性能的金屬材料：一是高硬度，二是高脆性，三是高熔點(diǎn)，這也是傳統(tǒng)切割技術(shù)所做不到的。激光技術(shù)在應(yīng)用的過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而且切割的效率非常高，可以在短時(shí)間內(nèi)完成切割任務(wù)，適應(yīng)性也非常強(qiáng)。

2.無污染。激光技術(shù)實(shí)際上就是把光斑直接照射到需要切割的物件表面，并通過激光斑和物件之間的相互作用使物件的表面在短時(shí)間內(nèi)熔化。相比于傳統(tǒng)的切割技術(shù)，激光技術(shù)屬于新型高能加工技術(shù)，應(yīng)用的過程不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，減少能源的消耗，降低企業(yè)的材料加工成本。比如：3D激光技術(shù)主要應(yīng)用于切割高強(qiáng)度的鋼材料，對(duì)鋼材料的毛邊進(jìn)行精細(xì)處理。如果鋼材料的強(qiáng)度比較大，就必須使用3D激光技術(shù)。在應(yīng)用激光技術(shù)的過程中，低熱輸入是激光技術(shù)的一大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楹芏嗖牧显谟龅礁邷貢r(shí)性能會(huì)發(fā)生變化。激光技術(shù)在焊接金屬材料時(shí)不會(huì)對(duì)材料的外形造成影響，可以達(dá)到極高的精準(zhǔn)度，而且激光焊接可以縮短焊接的寬度，提高了焊接的美觀度。

二、激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用

1.激光切割技術(shù)。激光技術(shù)使用光斑直接聚焦在金屬材料上，并熔化金屬材料，同時(shí)使用激光束氣體把融化掉的金屬材料吹走，保證激光束可以沿著設(shè)定好的軌跡切割，形成整齊的縫隙。激光切割技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的激光技術(shù)，激光切割材料包括以下幾類：一是有機(jī)玻璃，二是木板，三是塑料，四是不銹鋼，五是碳鋼，六是合金鋼，七是鋁板。在應(yīng)用激光技術(shù)的過程中并不需要使用刀具，激光技術(shù)完全在計(jì)算機(jī)的操控下，可以實(shí)現(xiàn)任意形狀的切割。激光切割實(shí)際上就是應(yīng)用高功率密度來實(shí)現(xiàn)切割任務(wù)。在計(jì)算機(jī)的操控下，激光器通過脈沖放電，并輸出激光，產(chǎn)生一定的頻率和光束，光束又通過傳到聚焦在被切割的金屬材料上，進(jìn)而形成多個(gè)光斑。相比于傳統(tǒng)的切割技術(shù)，激光切割技術(shù)具有以下特點(diǎn)：一是切割質(zhì)量高，二是切割速度快，三是柔性高，四是適應(yīng)性強(qiáng)。激光切割技術(shù)的精準(zhǔn)度非常高，精準(zhǔn)度控制在0.05mm，速度可以達(dá)到每秒切割10米，而且不會(huì)受到金屬材料硬度的影響。

2.激光焊接技術(shù)。激光焊接的特點(diǎn)有以下幾個(gè)：一是速度快，二是非接觸，三是變形小，比較適合連續(xù)性的金屬材料在線加工。在金屬材料加工工藝中應(yīng)用激光焊接技術(shù)可以提高焊接效率，而且無污染。隨著加工技術(shù)的快速發(fā)展，激光焊接技術(shù)水平也在不斷提高。應(yīng)用激光焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)曲線焊接，提高車身的靈活性，而且可以根據(jù)焊接材料的特殊要求進(jìn)行焊接。激光焊接技術(shù)有以下幾種：一是激光與電弧焊接技術(shù)，二是等離子弧焊接技術(shù)，三是高頻感應(yīng)熱源復(fù)合焊接技術(shù)，四是雙激光束焊接技術(shù)。不同的激光焊接技術(shù)特點(diǎn)不同，技術(shù)人員需要結(jié)合實(shí)際情況選擇激光焊接技術(shù)，保證激光焊接技術(shù)應(yīng)用的合理性。

3.激光打孔。激光打孔實(shí)際上屬于比較傳統(tǒng)的金屬材料加工技術(shù)，相比于其他打孔技術(shù)而言，激光打孔技術(shù)的精準(zhǔn)度比較高。激光打孔技術(shù)有著悠久的發(fā)展歷史，激光打孔技術(shù)最早應(yīng)用于鐘表制造業(yè)，取得了不錯(cuò)的成就。西方國家應(yīng)用激光打孔技術(shù)的時(shí)間比較早，經(jīng)驗(yàn)比較豐富，我國與西方國家存在較大差距，我國激光打孔技術(shù)還不完善，還需要不斷調(diào)整，加大激光打孔技術(shù)的研究力度，縮短與西方國家之間的差距，我國也需要結(jié)合實(shí)際情況合理的借鑒西方國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提高激光打孔技術(shù)水平。

4.激光打標(biāo)。激光打標(biāo)的應(yīng)用性也非常強(qiáng)，激光打標(biāo)實(shí)際上就是應(yīng)用激光來對(duì)需要打標(biāo)的物體進(jìn)行照射，并合理的利用化學(xué)反映，以此來將標(biāo)識(shí)長(zhǎng)時(shí)間的留在物件表面。目前，激光打標(biāo)被廣泛應(yīng)用于金屬材料加工工藝中，激光打標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)對(duì)金屬材料的性能產(chǎn)生任何影響，這是傳統(tǒng)打標(biāo)技術(shù)所做不到的。激光打標(biāo)技術(shù)也在不斷完善和調(diào)整，提升打標(biāo)的質(zhì)量，已經(jīng)成為國家的關(guān)鍵防偽手段，受到越來越多人的肯定。激光打標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)對(duì)金屬材料本身和性能產(chǎn)生任何破壞。

三、結(jié)語

目前，激光技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬材料加工工藝中，屬于新型高能加工技術(shù)，效率高，操作簡(jiǎn)單，而且無污染。其種類也在不斷增多，激光技術(shù)使用光斑直接聚焦在金屬材料上，并熔化金屬材料，保證激光束可以沿著設(shè)定好的軌跡切割。應(yīng)用激光焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)曲線焊接，提高車身的靈活性。激光打孔技術(shù)的精準(zhǔn)度比較高，但是我國的激光打孔技術(shù)還需要不斷調(diào)整和完善，縮短與西方國家之間的差距。激光打標(biāo)實(shí)際上就是應(yīng)用激光來對(duì)需要打標(biāo)的物體進(jìn)行照射，將標(biāo)識(shí)長(zhǎng)時(shí)間的留在物件表面。不同的激光技術(shù)具有不同的特點(diǎn)，技術(shù)人員需要結(jié)合金屬材料的特點(diǎn)和實(shí)際需求來選擇激光技術(shù)，保證激光技術(shù)應(yīng)用的合理性。要提高我國的激光技術(shù)水平，相關(guān)部門還必須加大激光技術(shù)的研究和分析力度，合理借鑒西方國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展前景十分廣闊。

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