機械加工業(yè)應(yīng)用激光加工技術(shù)的分析

唐唯

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，激光加工技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越光桿，作為科技發(fā)展的新型產(chǎn)物，激光加工為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域等帶來很多方便。本文探討了激光加工技術(shù)在機械加工業(yè)中的應(yīng)用，旨在即為有效提高機械產(chǎn)品制造的進度和質(zhì)量提供理論參考。

關(guān)鍵詞 機械加工 激光加工 應(yīng)用

中圖分類號：TN249 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

機械加工業(yè)在世界范圍內(nèi)都有著舉足輕重的作用，在我國更是支柱性產(chǎn)業(yè)。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的迅猛進程，機械加工業(yè)的發(fā)展前景十分可觀，其產(chǎn)量需求也在不斷加大，想要在世界范圍內(nèi)占有一席之地就必須要提升自身的產(chǎn)品質(zhì)量。受科技和技術(shù)水平的影響，我國的機械加工業(yè)仍處于發(fā)展階段，只有進行突破性的改革和創(chuàng)新才能夠走出一條符合我國工業(yè)發(fā)展情況的康莊大道。激光加工技術(shù)是機械加工業(yè)改革和創(chuàng)新中的重要一項。

1激光在切割方面的運用

激光在切割方面的應(yīng)用只要是利用激光束能夠聚集形成高功率密度的光斑照射工件，通過材料吸收光能來提高溫度，在短時間將溫度提高到一定程度，通過溫度將材料快速加熱至熔化或氣化，然后在使用噴射氣體吹化，達(dá)到分割的目的。在這個過程中，激光照射工件的表面，有一部分的光被工件反射，剩余部分被光被工件吸收。工件吸收的光會轉(zhuǎn)變成熱能，累積不斷提高工件表面的溫度，達(dá)到熔點或氣化點，同時還可以產(chǎn)生黑洞效應(yīng)，提高材料對光的吸收率，快速加熱熔化或氣體切割區(qū)材料。在這個過程中吹氧可以幫助燃燒，提供大量的熱能，提高切割速度，有利于連續(xù)輸出激光器。激光切割是目前機械加工領(lǐng)域中應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)，它有很多獨特的優(yōu)勢：（1）可以切割特別硬、特別脆、特別軟和熔點高等難以加工的材料；（2）激光切割的表面光滑，寬度窄；（3）激光發(fā)出的熱影響層淺，表面應(yīng)力小；（4）速度快，熱影響小，可在短時間內(nèi)完成切割，不會產(chǎn)生機械變形。

2激光在焊接方面的運用

激光在焊接中的應(yīng)用原理是將激動聚集成一道很細(xì)的高能量密度光束，將其照射在工件上后可以讓其受熱熔化，在冷卻后可以完成工件的焊接。激光焊接具有熔深大、速度快、效率高的特點；激光焊接的焊燒區(qū)很窄，熱影響的區(qū)域也很小，對工件的影響小，能夠?qū)崿F(xiàn)精密的焊接；焊接結(jié)構(gòu)相對均勻，氣孔小，品粒小，其機械系能、抗腐蝕性和電磁學(xué)性要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)焊接方式。近些年來，激光焊接在粉末冶金材料加工中有著廣泛的應(yīng)用。

激光焊接的能量密度很高，對于熔點高、導(dǎo)熱率高和物理特性相差大的金屬也有很好的效果。目前，汽車行業(yè)中運用激光焊接技術(shù)，將不同材質(zhì)的薄鋼板拼接成形，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電焊。另外，通過光纖傳輸多路激光束可以進行多組件焊接的應(yīng)用也越來越多。在遠(yuǎn)離裝配區(qū)的地方裝置一臺中心激光器，由一個柔性的激光電纜將激光器產(chǎn)生的光束傳送到需要加工的地點，工人可使用激光直接進行焊接，最大限度的利用激光器系統(tǒng)的焊接效果。

3激光在熱處理方面的運用

激光在熱處理方面的應(yīng)用是使用高功率密度的激光束處理金屬表面。例如，將金屬表面加到鄰近熔點的溫度，在疾病鄰近熔點時轉(zhuǎn)變溫度，金屬表面會迅速奧氏體化，急速自冷淬火后金屬表面會被強化，也就是激光相變硬化。激光表面的熱處理技術(shù)主要有激光淬火、激光合金化技術(shù)、激光涂覆技術(shù)、激光沖擊強化技術(shù)等等。這些技術(shù)可以改變材料原本的耐熱性、耐腐蝕性和機械性能。例如，經(jīng)過激光處理后，鑄鐵的表面硬度可以提高將至HRC60度，碳鋼的表面硬度可達(dá)到HPC70度以上，這大大提高了材料的抗磨損性、抗疲勞、抗腐蝕和抗氧化能力，延長其使用壽命。激光熱處理與傳統(tǒng)的工藝相比，有以下優(yōu)點：（1）處理層和基體的結(jié)合強度高：激光表面處理后的改性層與基體材料之間是通過致密的冶金結(jié)合的，而且處理層表面的是冶金組織，其硬度和耐磨性非常高。（2）加工柔然行好，適用面光，可以靈活的使用導(dǎo)光系統(tǒng)將激光隨意的處理，有利于處理深孔、內(nèi)孔和局部處理。

4激光在快速成型方面的運用

激光快速成型技術(shù)主要是模具制造，通過激光快速成形可以快速的制造母模，翻制軟磨具，利用快速成形翻制硬模具。通過快速成形技術(shù)加工模具，不僅可以節(jié)省復(fù)雜機械切削加工的過程，還可以保證模具的精準(zhǔn)度，縮短制作時間，降低成本，優(yōu)點突出。目前該技術(shù)已經(jīng)在航天、電子、汽車等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

5激光在打孔方面的運用

激光打孔是最早達(dá)到實用化的激光加工技術(shù)，也是激光的主要應(yīng)用領(lǐng)域。隨著工業(yè)新型材料的發(fā)展，硬度高、熔點高的材料越來越多，傳統(tǒng)的加工方法已經(jīng)無法滿足需求。而激光打孔的速度快，效率很高，能夠取得更好的經(jīng)濟效益。

6結(jié)語

激光技術(shù)在機械加工領(lǐng)域中的應(yīng)用，能夠退工工業(yè)的發(fā)展，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，對于降低損耗有重要意義。

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