激光技術在材料加工中的應用研究

蔡騏遠

（武漢市第一中學 湖北 武漢 430000）

激光技術在材料加工中的應用研究

蔡騏遠

（武漢市第一中學 湖北 武漢 430000）

激光加工技術的特點是效率高、無接觸、方便特殊加工。隨著激光加工技術的進步，人們對激光加工工藝的自動化程度以及加工效率提出了越來越高的要求。通過大量事實可證明，在工業領域，激光技術的應用將會變得越來越廣泛，因而對該技術的研究的前景是非常廣闊的。本文對激光技術在材料加工領域中的應用進行了相關研究。

激光技術；材料加工

1 引言

在科學技術飛速發展的今天，工業制造對高精度金屬材料的要求越來越高，而激光技術能夠提供為高精度的金屬材料加工提供技術支持。激光加工技術作為一種材料加工技術，已經逐漸被廣泛應用于工業生產制造領域。

2 激光加工技術的特點和應用現狀

在上個世紀，激光可謂是人類較為先進的發明之一，它是一種高新技術。激光是科學技術發展的重要標志，激光大大促進了光電子產業的發展。在21世紀，激光技術進一步得到廣泛應用，并且對人們的生活和工作產生了較大的影響。激光技術從本質上來講，是把光、機、電融合在一起的一種技術，該技術屬于先進制造技術，在航空、電子、機械制造等領域的應用非常廣泛。激光技術在生產實踐中能夠提高產品質量、降低材料損害，激光技術在綠色環保方面的作用非常明顯。

跟常見的熱加工技術比較而言，激光加工技術的主要特征包括以下幾個方面：第一，激光加工無需接觸就可以加工。激光的能量大小和移動速度可以調節，從而進行多樣化的加工。第二，激光的可加工范圍廣泛。不管是對于金屬材料加工，還是對于非金屬材料加工，其優勢都是比較明顯的。激光在高硬度材料和高脆性材料中能夠發揮其優勢。第三，在激光加工過程中，不會出現刀具磨損的現象，這是因為沒有切削力作用于工件上。第四，激光加工過程中的激光能量密度較高，加工的效率高，由于激光加工普遍應用于局部加工，因而其對工件非加工表面的影響是極小的，不僅如此，加工過程中的熱影響小、工件不容易發生熱變形。第五，生產效率高，加工的質量比一般的加工技術的精度和質量要高一些，因此使用激光技術應用于激光材料加工中，可以達到較好的經濟效益。

3 激光技術在材料加工領域中的主要應用

3.1 激光打孔和切割

激光通過聚焦作用，可以增加能量，在短時間之內可使絕大多數固體材料熔化。事實上，激光在發明之后，首先是在寶石加工中使用較多。當前，激光已經被大量應用于材料的孔加工以及材料切割加工過程中。激光技術在多種材料的孔加工中得到了廣泛的應用。

3.2 激光焊接

通過激光焊接跟常見的焊接方法對比，可發現激光焊接具有一系列的優勢。比如，能量具有高密度特質，能夠實現熔點很高的金屬焊接。激光焊接不僅加熱速度快，而且熱變形極小。激光焊接可跟計算機終端連接起來，從而實現智能控制。在工業生產中，激光焊接的應用范圍非常廣泛。

3.3 激光表面改性技術

該項技術將激光表面相變硬化、激光沖擊強化等多項技術融合在一起。通過這些技術的融合，可使加工零件不管是在機械性能上，還是物理化學性能上，都要比普通的加工技術更勝一籌。

3.4 激光刻蝕、銑削與毛化

在微電子行業，激光刻蝕的應用是較為廣泛的。激光刻蝕技術不僅在半導體器件加工中有應用，而且在芯片加工中也有涉及。該加工工藝的原理是，通過激光的高密度能量，通過對硬脆難加工材料進行加工處理，比如銑削加工等。另外，激光脈沖在軋輥軋制中也有一定的廣泛應用。在汽車薄板中，這種激光加工得到的產品具有油漆牢固的特質。

3.5 激光新材料制備技術

這種技術用于新材料加工領域中比較多。該技術主要是把激光物理氣相沉積、激光化學氣相沉積、激光誘導固相反應沉積等方法融合在一起，從而實現新材料的制備。激光物理氣相沉積簡稱LPVD，它的主要原理是使用蒸發機理制備金屬膜或者非金屬膜，其中制備金屬膜主要應用于熔點較高的金屬膜制備。激光化學氣相沉積是一種沉積成膜的方法，該方法主要是利用激光局部高溫的特點，促進高能誘導化學反應的發生。激光誘導化學鍍跟常見的化學鍍比較而言，它的主要優勢是化學鍍沉積速度非常快，鍍層也非常平整。激光誘導化學鍍的原理是通過激光在局部獲得高溫，進而使激光照射區溶液溫度迅速升高，將金屬離子分離出去。在后續流程中，基板表面吸附能力增加，使沉積工作更容易開展。

3.6 激光標記

在我們日常的生活用品生產中，激光標記的應用范圍非常廣闊的。隨著人們對產品美觀要求的提高，激光標記在日常生活用品生產中的應用也越來越廣泛。激光標記的主要原理是，使用高能量的激光束，對工件表面進行掃描處理，從而使加工材料表面發生一些物理反應或者化學反應，最終在工件表面獲得圖案。激光標記的主要特征是，無需跟加工零件有接觸，可使用計算機進行智能控制，因而加工效率極高。另外，激光標記這種加工工藝非常精細化，得到的產品的使用壽命較長，防偽效果非常顯著。

4 結語

綜上所述，激光加工技術在先進加工技術中的競爭優勢是非常明顯的。然而，不管是何種加工技術，不僅具有優勢，也是有劣勢的。在材料加工中，我們需要不斷地利用好激光加工的優勢，不斷地探索與實踐，這樣才能使激光技術在材料加工領域充分發揮作用。

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O414.12 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）01-0006-02