激光加工技術(shù)在金屬加工領(lǐng)域的應(yīng)用

覃華清

摘 要：對于當(dāng)前的科技發(fā)展來說，對于激光技術(shù)運(yùn)用的的好壞可以直接體現(xiàn)出一個(gè)國家的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平以及其現(xiàn)代化的程度。對于激光來加工來說，其本質(zhì)就是利用激光本身和物質(zhì)進(jìn)行相互作用，通過這種方式來完成一系列加工工作，例如切割和打孔等等。本文針對激光加工技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了說明，然后討論了其具體的應(yīng)用情況，希望可以讓大家對于這項(xiàng)技術(shù)有所了解。

關(guān)鍵詞：激光；金屬材料；工藝

當(dāng)前來看，相干光源中，激光是其中非常重要的一個(gè)類型，本身具有著非常明顯的單色性和較強(qiáng)的相干性，并且其方向好，能量非常集中，具有很高的密度。除此之外，如果光束被聚集到某一個(gè)特定點(diǎn)上，就會迅速產(chǎn)生大量熱能，瞬間溫度甚至可以達(dá)到上萬攝氏度，在這種溫度下，很多堅(jiān)固的材料都會被熔化。除此之外，隨著溫度的繼續(xù)升高，還會出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，直接會產(chǎn)生孔洞有利于進(jìn)一步加工。所以這樣看來，我們可以將激光加工技術(shù)總結(jié)為利用溫度迅速升高而導(dǎo)致金屬熔化或者汽化，通過這種方式來實(shí)現(xiàn)各種加工工作。

1 激光加工本身存在的特點(diǎn)

運(yùn)用激光來進(jìn)行加工，可以有效提高加工的適用范圍，其能做到的加工操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于舊有的鈑金加工方式。如果需要在一個(gè)箱體上打出很多大小不一的空洞，舊有的鈑金加工方式往往會有較大的局限性，但是如果通過激光加工的方式就能夠完成，并且精度很高。如果連續(xù)加工相同零件、或者進(jìn)行批量生產(chǎn)的時(shí)候，激光加工本身也存在著加工速度快、準(zhǔn)確度較高的特點(diǎn)，具有較強(qiáng)的市場競爭力。

如果將加工平面放置在一個(gè)二維平面中，和舊有的鈑金加工方式相比，激光加工具有更強(qiáng)的柔。舉例來說的話，運(yùn)用激光來進(jìn)行切割操作，我們可以將工件直接固定住，直接通過移動切頭來進(jìn)行加工，一方面有效避免加工中出現(xiàn)的死角，另一方面也可以提高零件的利用率，并且可以讓加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加簡單明了。運(yùn)用激光進(jìn)行加工，其和舊有的加工方式還有一處不同，就是其并不是考對零件和加工路線進(jìn)行控制，而是通過計(jì)算機(jī)來控制整個(gè)加工流程，所以對于激光加工來說，不存在加工工具出現(xiàn)磨損導(dǎo)致消耗的情況，其過程完全依靠數(shù)控操作，這樣其具有較好的完成精度和完成質(zhì)量。

2 具體的激光加工操作方式

2.1 運(yùn)用激光進(jìn)行打孔

這是一項(xiàng)運(yùn)用較早、比較具有使用意義的一項(xiàng)加工技術(shù)。和舊有的打孔技術(shù)相比，運(yùn)用激光進(jìn)行打孔，其具有較高的精度和較高的工作效率，所以總體上來說，其經(jīng)濟(jì)效益是其他打孔方式難以相比的，并且現(xiàn)在已經(jīng)得到了非常廣泛的推廣。這項(xiàng)技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)末得到了革新，技術(shù)經(jīng)過不斷發(fā)展而趨于完善，其用途更加具有多元化了。當(dāng)前打孔技術(shù)已經(jīng)越來越完善，可以打的孔徑也越來越小了。經(jīng)過相關(guān)計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)，如果我們在飛機(jī)的機(jī)翼上能夠打出五萬個(gè)小孔，就可以節(jié)省很大一部分的燃油，創(chuàng)造很客觀的經(jīng)濟(jì)效益，這是由于在機(jī)翼上打孔，有效減輕了空氣阻力而決定的。這種技術(shù)在我國也得到了長足的發(fā)展，我國早在二十世紀(jì)六十年代就開始采用激光打孔技術(shù)，當(dāng)時(shí)主要是用于鐘表制造領(lǐng)域。雖然經(jīng)過了長年的發(fā)展，我國的激光打孔工藝已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但是仍然和世界先進(jìn)水平存在一些差距，技術(shù)水平仍然有待于提高。當(dāng)前世界上很多國家已經(jīng)將激光打孔這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到食品的制造和藥品的加工等領(lǐng)域，將其運(yùn)用到航空航天領(lǐng)域也可以給我們的飛機(jī)制造工業(yè)帶來巨大的發(fā)展。

2.2 激光切割

2.2.1 激光切割能夠有效的利用編程軟件的優(yōu)點(diǎn)，極大的提高薄板型材料的利用率，減少材料的使用與浪費(fèi)，同時(shí)減輕工人的勞動強(qiáng)度與力度，達(dá)到理想的效果。另一方面，優(yōu)化排料的這一功能性，可以省略薄板切割的開料環(huán)節(jié)，有效的降低材料的裝夾，減少加工輔助的時(shí)間。因此，促使切割方案更合理的安排，有效的提高加工效率及材料的節(jié)省。

2.2.2 在日益發(fā)展的市場環(huán)境中，產(chǎn)品的開發(fā)速度即意味著市場。激光切割機(jī)的應(yīng)用，可以有效的減少模具的使用數(shù)量，節(jié)省新產(chǎn)品的開發(fā)周期，促進(jìn)其開發(fā)的速度與腳步。零件經(jīng)過激光切割后的質(zhì)量良好，且生產(chǎn)效率明顯提高，有助于小批量的生產(chǎn)，強(qiáng)而有力的保障了產(chǎn)品開發(fā)周期日漸縮短的市場氛圍，而激光切割的應(yīng)用可以對落料模的尺寸大小進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，為日后的大批量生產(chǎn)鋪墊下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2.3 鈑金加工作業(yè)中，幾乎所有的板件痘需要在激光切割機(jī)上一次成形作業(yè)，并進(jìn)行直接的焊接合套，所以激光切割機(jī)的應(yīng)用減少了工序與工期，有效的提高工作效率，能夠?qū)崿F(xiàn)工人勞動強(qiáng)度與加工成本的雙重優(yōu)化與降低，同時(shí)促進(jìn)工作環(huán)境的優(yōu)化，極大的提高研發(fā)速度與進(jìn)度，減少模具投入，有效的降低成本。

2.2.4 激光切割機(jī)在鈑金加工中干的普遍應(yīng)用，能夠有效的縮短新產(chǎn)品等的加工與制造周期，極大的減少模具的投入等；極大的提高工人的加工速率，省去不必要的加工程序；同時(shí)，激光切割機(jī)在工業(yè)加工中的廣泛應(yīng)用，能夠有效的加工各種復(fù)雜的零件，提高精確度，有助于直接縮短加工周期、提高加工的精準(zhǔn)度、略去沖壓模具的更換程序，有效的提高勞動生產(chǎn)率。

2.3 激光焊接

從目前的發(fā)展態(tài)勢看，激光焊接技術(shù)不斷滲透到汽車行業(yè)，為行業(yè)發(fā)展提供了必要的技術(shù)支撐。具體而言，這種應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先，傳動件焊接。當(dāng)前，激光焊接技術(shù)可滿足汽車傳動系統(tǒng)中70%的零件的焊接需求。與其它焊接技術(shù)相比，激光焊接不僅可以提高零件的使用壽命，而且可以降低零件的使用成本，體現(xiàn)出其獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。其次，焊接組合件。簡單地說，焊接組合件就是將分散的平板工件焊接成體、沖壓成形。通過焊接組合件，既可以減少工件數(shù)量，也可以提高部件性能，還可以減輕車體重量，進(jìn)而優(yōu)化汽車的整體性能。以雅閣汽車為例，它的車門是由1.4mm的鋼板和0.7mm的薄板拼焊沖壓而成，降低了40%的車門重量。此外，激光焊接技術(shù)憑借其堅(jiān)固性強(qiáng)的特點(diǎn)，還廣泛應(yīng)用于刀具、刃具、量具制造行業(yè)。例如，我國圓鋸片的年產(chǎn)量超過1000萬片，不僅滿足了建筑行業(yè)對高質(zhì)量鋸片的迫切需求，而且保障了國外鋸片市場的有效供給。

結(jié)束語

結(jié)合上文所談，當(dāng)前隨著我國社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，運(yùn)用激光來進(jìn)行加工會成為未來一段時(shí)間之內(nèi)非常重要的加工方式，并且這項(xiàng)技術(shù)也會繼續(xù)得到完善和創(chuàng)新。所以我們應(yīng)該對這項(xiàng)技術(shù)給予足夠的關(guān)注，加強(qiáng)推廣力度，注重技術(shù)的更新，讓這種新型加工技術(shù)可以發(fā)揮更大的效果。

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