激光技術在金屬材料加工工藝中的應用和探析

【摘 要】隨著技術的不斷進步，激光技術也逐漸完善，這使得激光技術的優點越來越多，近年來它也應用于越來越多的行業，本文便論述了激光技術在金屬材料加工工藝中的應用，首先指明激光技術應用于金屬材料加工工藝的原因，然后分析了激光技術目前在金屬材料加工工藝中的運用，最后對激光技術在金屬材料加工工藝中的應用前景進行了探究，從而發揮出激光技術的最大作用，促進我國金屬材料加工工藝的發展。

【關鍵詞】激光技術;金屬材料;加工工藝;應用和探析

引言

激光技術是新時代研究出來的一項重要技術，它自身擁有許多優點，能夠有效的減少制作成本、縮短生產時間等等，但是大多數金屬材料加工的技術人員不能發揮它真正的潛能，不能充分體現它對金屬材料加工的應用價值，因此應該對現如今激光技術在金屬材料加工工藝的應用進行探析，增加對這項技術和應用現況的了解，在未來呈現出激光技術在金屬材料行業應用的最大效果。

一、激光技術應用于金屬材料加工工藝的原因

（一）傳統金屬材料加工技術的不足

在金屬材料加工過程中，需要對金屬進行焊接形成最終的成品，這對于傳統技術是一個重大難題，經常出現焊接處不穩定、焊接過程中影響到其它部分等問題，這顯得金屬材料加工工藝非常粗糙，制作出的成品質量較低，此外在切割過程中，傳統技術加工對象有限，對面積比較小的金屬無法進行切割，加工效率比較低下，也出現了切割部位不平整的現象，針對傳統金屬材料加工技術的不足，技術人員便嘗試將激光技術運用到金屬材料加工工藝過程中，從而解決這些問題，促進金屬材料加工工藝的發展[1]。

（二）激光技術使得金屬材料加工工藝的效率提高

激光技術的運用可以將金屬材料加工中焊接、切割等的速度加快，和傳統技術進行對比，節約了許多加工時間，它可以在短時間內適應不同的金屬材料，能適應不同的天氣情況，對激光器械的設置時間短，免去了許多不必要花費的時間，這種適應能力的強大取決于激光技術可以加工任何金屬材料，不論熔點多么高、硬度有多大，其次，激光技術可以把金屬材料切割、焊接、打孔、打標等加工工藝集于一個工具里，這樣一臺工具便可以實現各種加工工藝，減少了工具的數量，降低了工廠空間的利用率，使金屬材料加工過程更清晰，提高加工效率，節省了加工時間。

（三）激光技術的應用可以提高了金屬材料加工質量

激光技術具有非常高的精確性，它可以做出十分微小的加工，在切割過程中，沒有傳統技術中直接和金屬材料接觸加工的現象，這就減少了對金屬材料的消耗，它釋放的能量也非常大，使得切面變得更平整，在焊接中，激光技術也會限制加工范圍，不影響金屬材料其它的部分，這種加工方式，可以極大地提高產品的質量和精確度[2]。

（四）激光技術在金屬材料加工工藝的應用更環保

在焊接過程中，需要對金屬材料進行加熱，傳統技術常用煤電發熱的方式進行焊接，這種方式會對環境造成嚴重破壞，但激光技術是將激光聚集在要加工的部位，聚集部位便可以產生高溫，這種熱量的產生是低能量的轉換，不需要消耗大量的能源，也不會產生嚴重的環境污染，其次，因為激光技術加工出的產品質量更高、精準度更大，在產品使用時消耗的能量也較少，因此，激光技術的使用更環保[3]。

（五）激光技術在金屬材料加工工藝的應用加大了經濟效益

激光技術的運用提高了加工效率，可以將不同加工工藝放在一臺機器上，這就減少了對人工的使用，又因為激光技術對金屬材料加工更精確，提高了產品的質量，減少了對原料的浪費，也使得產品的制作數量得以降低，這便提高了經濟效益，實現了金屬材料加工中的低成本、高效益。

二、目前激光技術在金屬材料加工工藝上的應用分析

（一）激光切割、焊接和打孔

對于激光技術而言，切割過程中不需要模具，它是在計算機的控制下，對金屬材料進行二維空間或三維空間的加工，而且對于各種金屬材料都可以進行切割，不論是什么程度的硬度，它都可以確保金屬材料在切割中不發生變形。應用激光技術進行焊接，可以使焊接縫隙減小，對非焊接部位的金屬材料幾乎沒有影響，增加了產品的使用年限，除此之外，這種技術焊接的范圍也得到擴大，從直線變成了曲線，從以前的金屬之間的焊接變成金屬與非金屬也可以進行焊接。激光打孔最大的優勢便是可以有效提高產品的精確度，把孔徑的直徑變得越來越小，以此來提高產品的性能，如在制作醫療器械里的注射器時，針頭的大小會影響治療結果，太大的針頭會讓護士不易進行扎針的操作，也不利于藥品的注射速度，激光技術在切割、焊接和打孔的運用，提高了產品的質量，縮短了生產加工時間，增加了整體的經濟效益。

（二）激光打標和表面熱處理

金屬材料加工工藝最重要的就是將產品的標記留在部件表面，起到防偽的作用，這種技術可以用在刀具等金屬制品中，此外激光技術也可以保護一些易被破壞的金屬，把標記打在上面的同時，不會對金屬造成任何損傷，這可以用于一些晶體上，隨著社會的發展，激光打標技術也能應用在非金屬物件上，其次，激光打標技術加深了標記的深度，增加了標記存留的時間，而激光表面熱處理則可以使表面硬化，提高了產品的耐磨性，減少對產品的消耗，增加了零件的使用年限，減少了零件的制作數量，降低了加工成本，對一些有凸起的物件可以運用這項技術，激光表面熱處理也可以增加物件的抗腐蝕能力，提升物件的整體性能，給產品質量提供了保障。

三、未來激光技術在金屬材料加工工藝中的應用探析

基于現在激光技術沒有在金屬材料加工工藝中得到最大程度的應用，應該對此進行探析，增加激光技術在金屬材料加工工藝的應用范圍和強度。

（一）向自動化方向發展

激光技術應努力實現金屬材料加工的自動化，減少人工的使用，防止造成人力資源的浪費，提高加工的效率，想要實現這種自動化，便要增加網絡技術和自動化控制技術，配置健全的自動化設備，培養專業的技術人員，能夠對自動化設備進行指導和維修[4]。

（二）健全激光技術的數據庫

激光技術在進行金屬材料加工時，是利用計算機中的指令發射激光，從而進行切割焊接、打孔打標等操作，金屬材料的不同、切割形狀的不同、焊接線條的不同都需要不同的激光，因此，應該建立激光技術的數據庫，根據對象的不同來設置不同參數，提供最標準的工作數據，信息庫的建立可以有效提高激光加工金屬材料的效率，在進行不同工作時，可以快速改變加工參數，使金屬材料加工具有多元性。

四、結束語

盡管激光技術在金屬材料加工工藝的運用已經逐漸完善，但依然存在許多不足之處，依然需要對這個項目進行創新，建立起激光加工的數據庫，不斷地將激光技術深入到加工過程中，使激光技術得到廣泛的運用，實現激光加工的自動化和無人化，從而促進金屬材料加工的發展，使加工時間越來越短，加工出來的產品質量得到提高，最大限度地發揮激光技術的作用。

參考文獻：

[1]高威昊，吳明清，王晶，etal.金屬材料加工中的激光技術應用[J].中國金屬通報，2018，995（08）：21-22.

[2]黃江，師文慶，謝玉萍，etal.激光作用于金屬材料瞬態溫度場的數值模擬[J].強激光與粒子束，2018，v.30;No.248（02）：164-168.

[3]BaiYC，FanFU，XiaoZF，etal.激光選區熔化設備及生物醫學金屬材料的研究與應用進展（英文）[J].JournalofZhejiangUniversity-ScienceA（AppliedPhysics&Engineering），2018，19（2）：122-136.

[4]謝衛萍，陳希跑，姚懿容，etal.顯微分析技術在背光模組表面異物成分分析中的應用[J].浙江化工，2018，v.49（05）：49-54.

作者簡介：

柏越（1981年）;性別：女，民族：漢，籍貫：遼寧，職務/職稱：助理工程師;學歷：大學本科，研究方向：自倍頻綠光大功率激光器，單位：青島鐳創光電技術有限公司，單位所在省、市：山東省青島市;單位郵編：266000。

（作者單位：青島鐳創光電技術有限公司）