激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用研究

李卓然 常俊芳 巫鑫 屈玉婷

摘 要：當(dāng)今社會，隨著科學(xué)技術(shù)水平的日趨提高，高尖端產(chǎn)業(yè)開始出現(xiàn)在日常生活領(lǐng)域的方方面面，激光技術(shù)自然也不例外，其可以很好地與傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域相結(jié)合。該技術(shù)深入到工業(yè)領(lǐng)域中，又能其更集中應(yīng)用在對金屬的加工方面，在效果上較為明顯。基于此，本文將分析激光技術(shù)在金屬切割加工方面的種種優(yōu)勢，并對該技術(shù)在金屬材料加工工藝中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述，旨在為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供理論參考。

關(guān)鍵詞：激光技術(shù);應(yīng)用價(jià)值;焊接技術(shù)

隨著社會生產(chǎn)力的提高，科技的發(fā)展也日新月異，制造業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω咝录夹g(shù)也愈發(fā)需要。在這樣的社會發(fā)展環(huán)境下，各大產(chǎn)業(yè)愈發(fā)重視精確度這一概念，在工業(yè)領(lǐng)域則需要準(zhǔn)確地按照標(biāo)準(zhǔn)切割金屬材料。縱觀各種金屬切割技術(shù)手段，激光切割技術(shù)就有很高的技術(shù)優(yōu)勢，其不僅加工程序方便快捷，加工速率快，從而加速了加工程序[1]。在另一方面，它也更好地解決了切割加工的精度問題。在這樣的背景下，金屬切割自然搶占了主流市場。但仍需注意的是，此技術(shù)在面對不同的加工情形時(shí)，要科學(xué)性地做出合理性應(yīng)對，只有這樣才能促進(jìn)帶動整個(gè)產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

1激光技術(shù)在金屬加工中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1加工速度快

對比市面上各大切割金屬的技術(shù)，大多數(shù)切割技術(shù)都是靠優(yōu)化切割速度來獲得競爭優(yōu)勢。而激光在這方面做的更加完善。調(diào)查檢測激光切割技術(shù)的成品，我們可以了解到，加大激光器的功率輸出，可以顯著提升成品的完工速度。其能夠高效率處理各類材料，且能夠?qū)^為復(fù)雜的材料進(jìn)行精細(xì)加工，從而保障了各類材料成品的生產(chǎn)效率。

1.2激光技術(shù)加工精度高

當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)的水平日益提升，金屬加工也被賦予了精細(xì)的期望。金屬這類質(zhì)地較為堅(jiān)硬的材料，將其快速切割加工的原理是利用短期內(nèi)的超高溫部分熔化金屬，在其融化階段快速切割加工，而激光技術(shù)將這一機(jī)理發(fā)揮的淋漓盡致。它可以通過操作人員控制能量的輸出功率，控制誤差大小，從而實(shí)現(xiàn)對金屬表面進(jìn)行精細(xì)操作[2]。再與其他切割技術(shù)做對比，金屬切割不僅降低了誤差，使加工材料損耗較小，還在加工過程中，減少了有害氣體產(chǎn)生的濃度，降低危險(xiǎn)事情發(fā)生的概率。

1.3加工質(zhì)量好

根據(jù)上文提到的控制輸出功率以提升金屬切割的精度，使得整個(gè)加工過程中的可控性提高。激光能夠在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到超高溫，極大的降低了不必要的材料損耗。且某些熔點(diǎn)高的金屬材料也能迅速處理，極大的提升了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)率。同時(shí)，由于能量輸出功率的可控性，其能夠?qū)⒉牧暇植咳诨姆秶刂圃谧钚　Ｓ纱耍す馇懈罴夹g(shù)的精細(xì)程度，能夠媲美傳統(tǒng)切割技術(shù)的多次精加工，產(chǎn)品質(zhì)量得到充分保障，在加工質(zhì)量上較好。

2激光技術(shù)在金屬加工中的具體應(yīng)用

2.1深熔焊接

深熔焊接技術(shù)是激光切割技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域一項(xiàng)具體的應(yīng)用。其基本原理就是在加工過程中，將激光的輸出功率調(diào)整到一定的適宜范圍，再使用激光對準(zhǔn)材料需加工操作的部位，達(dá)到短時(shí)間內(nèi)的超高溫，使得材料的加工部位出現(xiàn)氣化的狀態(tài)[3]。同時(shí)，隨著能量的高度匯集，氣化的金屬會在固態(tài)金屬表面留下小的氣孔，激光再通過氣孔深入金屬材料的內(nèi)部，持續(xù)向內(nèi)輸出能量，達(dá)到精細(xì)操作的效果。這一技術(shù)是對加工部位的融化焊接，未進(jìn)行加工的部位不會受到影響。根據(jù)多種技術(shù)間成品的對比可知，深熔焊接技術(shù)的加工速度和精細(xì)程度都是一流的。

2.2傳導(dǎo)焊接

傳導(dǎo)焊接技術(shù)是技工技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)具體實(shí)例，是一種應(yīng)用十分范圍廣、普及度高的技術(shù)。其核心技術(shù)仍與激光技術(shù)的基本原理相一致，通過激光輸出使得加工材料獲得超高溫，利用超高溫對金屬進(jìn)行進(jìn)一步深入加工。同時(shí)由于金屬對溫度的傳導(dǎo)性強(qiáng)，短期內(nèi)局部的高溫會在一定時(shí)間內(nèi)影響金屬內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)對金屬材料的加工完善。但是由于傳導(dǎo)這一物理特性的不可控，使得焊接過程中高溫會逐漸傳遞到金屬件的內(nèi)部當(dāng)中。所以，針對傳導(dǎo)焊接這一技術(shù)，大部分應(yīng)用在對加工精度要求較低的相關(guān)金屬加工當(dāng)中。

2.3激光切割

激光切割技術(shù)是激光在工業(yè)領(lǐng)域的又一具體應(yīng)用，其應(yīng)用場景是對金屬的高效切割。現(xiàn)如今，各大工業(yè)企業(yè)使用的主流激光技術(shù)是靠聚焦鏡來實(shí)現(xiàn)的。聚焦鏡能夠使激光能量聚焦于一點(diǎn)，在通過其匯聚于金屬表面，達(dá)到極高的溫度，來對金屬材料切割分化。由于這一技術(shù)將激光能量匯集于一點(diǎn)，能量強(qiáng)度高，能量傳輸效率十分巨大，在短期內(nèi)金屬溫度就會超過其固有熔點(diǎn)，就能實(shí)現(xiàn)其在材料部分表面的切割任務(wù)[4]。激光切割技術(shù)在各大工業(yè)企業(yè)應(yīng)用十分廣泛，在電子制造行業(yè)、汽車維修行業(yè)都有很好的應(yīng)用。激光切割技術(shù)的可控性強(qiáng)，能夠?qū)Ω黝惤饘俨牧线M(jìn)行深化細(xì)化加工，技術(shù)普及化程度高。

結(jié)語

總之，在一方面，激光技術(shù)作為當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)水平高速發(fā)展的產(chǎn)物，其在整個(gè)工業(yè)加工領(lǐng)域都處在一個(gè)領(lǐng)先的地位。由于可控性強(qiáng)，操作性好，其普及范圍也高于其他加工手段，對于汽車制造業(yè)和電子制造業(yè)都作用巨大。另一方面，激光技術(shù)能夠保障加工產(chǎn)品的精細(xì)程度，提高金屬加工的速度，使得產(chǎn)品質(zhì)量也有了長足的提升。綜合這些優(yōu)勢，激光技術(shù)是當(dāng)下行業(yè)內(nèi)較頂尖的材料加工技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛鵬勇.金屬材料加工工藝中激光技術(shù)應(yīng)用分析[J].信息記錄材料，2020，21（11）：27-28.

[2]李云妹，謝祖華.激光技術(shù)在金屬材料加工中的應(yīng)用[J].冶金與材料，2020，40（05）：78-79.

[3]侯雪濱.激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用[J].信息記錄材料，2020，21（04）：20-21.

[4]陳旭陽.金屬材料加工工藝中激光技術(shù)的應(yīng)用[J].中國高新科技，2019（11）：62-64.