激光技術在金屬材料加工工藝中的應用

陳安新

摘 要：激光技術實際上就是利用激光束作用在金屬材料上，對材料進行切割等，已經成為國家現代化程度的重要標志之一。其應用范圍十分廣泛，也常被用在金屬材料加工工藝中，不僅可以節省大量人力和物力，還可以提高金屬材料的質量，減少材料的消耗。

關鍵詞：激光技術 金屬材料 加工工藝 應用

激光技術屬于新興的制造技術，具有自身的應用優勢和規律，也已經形成了專業的激光理論。激光技術具有以下特點：一是單色性，二是相干性，三是方向性，四是高光強。目前，激光技術已經趨向成熟，但是還需要不斷完善和調整，提高國內激光技術水平。

一、激光技術的應用優勢

1.效率高。目前，激光切割是應用最為廣泛的激光技術，應用于多個領域中。在汽車制造業中，主要應用激光技術切割鈑金零件，不僅可以優化汽車零部件結構，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。在航天工業中，主要應用激光技術切割鋁合金。激光技術的廣泛應用在一定程度上推動了工業和制造業的發展。隨著激光束質量的快速提高，激光技術也廣泛應用于金屬材料加工中。激光技術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，這也是傳統切割技術所做不到的。激光技術在應用的過程中不會對環境造成污染，而且切割的效率非常高，可以在短時間內完成切割任務，適應性也非常強。

2.無污染。激光技術實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間內熔化。相比于傳統的切割技術，激光技術屬于新型高能加工技術，應用的過程不會對環境造成污染，減少能源的消耗，降低企業的材料加工成本。比如：3D激光技術主要應用于切割高強度的鋼材料，對鋼材料的毛邊進行精細處理。如果鋼材料的強度比較大，就必須使用3D激光技術。在應用激光技術的過程中，低熱輸入是激光技術的一大應用優勢，因為很多材料在遇到高溫時性能會發生變化。激光技術在焊接金屬材料時不會對材料的外形造成影響，可以達到極高的精準度，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、激光技術在金屬材料加工工藝中的應用

1.激光切割技術。激光技術使用光斑直接聚焦在金屬材料上，并熔化金屬材料，同時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定好的軌跡切割，形成整齊的縫隙。激光切割技術是應用最廣泛的激光技術，激光切割材料包括以下幾類：一是有機玻璃，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。在應用激光技術的過程中并不需要使用刀具，激光技術完全在計算機的操控下，可以實現任意形狀的切割。激光切割實際上就是應用高功率密度來實現切割任務。在計算機的操控下，激光器通過脈沖放電，并輸出激光，產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，進而形成多個光斑。相比于傳統的切割技術，激光切割技術具有以下特點：一是切割質量高，二是切割速度快，三是柔性高，四是適應性強。激光切割技術的精準度非常高，精準度控制在0.05mm，速度可以達到每秒切割10米，而且不會受到金屬材料硬度的影響。

2.激光焊接技術。激光焊接的特點有以下幾個：一是速度快，二是非接觸，三是變形小，比較適合連續性的金屬材料在線加工。在金屬材料加工工藝中應用激光焊接技術可以提高焊接效率，而且無污染。隨著加工技術的快速發展，激光焊接技術水平也在不斷提高。應用激光焊接技術可以實現曲線焊接，提高車身的靈活性，而且可以根據焊接材料的特殊要求進行焊接。激光焊接技術有以下幾種：一是激光與電弧焊接技術，二是等離子弧焊接技術，三是高頻感應熱源復合焊接技術，四是雙激光束焊接技術。不同的激光焊接技術特點不同，技術人員需要結合實際情況選擇激光焊接技術，保證激光焊接技術應用的合理性。

3.激光打孔。激光打孔實際上屬于比較傳統的金屬材料加工技術，相比于其他打孔技術而言，激光打孔技術的精準度比較高。激光打孔技術有著悠久的發展歷史，激光打孔技術最早應用于鐘表制造業，取得了不錯的成就。西方國家應用激光打孔技術的時間比較早，經驗比較豐富，我國與西方國家存在較大差距，我國激光打孔技術還不完善，還需要不斷調整，加大激光打孔技術的研究力度，縮短與西方國家之間的差距，我國也需要結合實際情況合理的借鑒西方國家的先進經驗，提高激光打孔技術水平。

4.激光打標。激光打標的應用性也非常強，激光打標實際上就是應用激光來對需要打標的物體進行照射，并合理的利用化學反映，以此來將標識長時間的留在物件表面。目前，激光打標被廣泛應用于金屬材料加工工藝中，激光打標技術的應用不會對金屬材料的性能產生任何影響，這是傳統打標技術所做不到的。激光打標技術也在不斷完善和調整，提升打標的質量，已經成為國家的關鍵防偽手段，受到越來越多人的肯定。激光打標技術的應用不會對金屬材料本身和性能產生任何破壞。

三、結語

目前，激光技術已經廣泛應用于金屬材料加工工藝中，屬于新型高能加工技術，效率高，操作簡單，而且無污染。其種類也在不斷增多，激光技術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定好的軌跡切割。應用激光焊接技術可以實現曲線焊接，提高車身的靈活性。激光打孔技術的精準度比較高，但是我國的激光打孔技術還需要不斷調整和完善，縮短與西方國家之間的差距。激光打標實際上就是應用激光來對需要打標的物體進行照射，將標識長時間的留在物件表面。不同的激光技術具有不同的特點，技術人員需要結合金屬材料的特點和實際需求來選擇激光技術，保證激光技術應用的合理性。要提高我國的激光技術水平，相關部門還必須加大激光技術的研究和分析力度，合理借鑒西方國家的先進經驗，發展前景十分廣闊。

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