激光技术在金属材料加工工艺中的应用

陈安新

摘 要：激光技术实际上就是利用激光束作用在金属材料上，对材料进行切割等，已经成为国家现代化程度的重要标志之一。其应用范围十分广泛，也常被用在金属材料加工工艺中，不仅可以节省大量人力和物力，还可以提高金属材料的质量，减少材料的消耗。

关键词：激光技术 金属材料 加工工艺 应用

激光技术属于新兴的制造技术，具有自身的应用优势和规律，也已经形成了专业的激光理论。激光技术具有以下特点：一是单色性，二是相干性，三是方向性，四是高光强。目前，激光技术已经趋向成熟，但是还需要不断完善和调整，提高国内激光技术水平。

一、激光技术的应用优势

1.效率高。目前，激光切割是应用最为广泛的激光技术，应用于多个领域中。在汽车制造业中，主要应用激光技术切割钣金零件，不仅可以优化汽车零部件结构，还可以提高汽车的基本性能，在一定程度上降低了汽车的油耗。在航天工业中，主要应用激光技术切割铝合金。激光技术的广泛应用在一定程度上推动了工业和制造业的发展。随着激光束质量的快速提高，激光技术也广泛应用于金属材料加工中。激光技术可以切割以下性能的金属材料：一是高硬度，二是高脆性，三是高熔点，这也是传统切割技术所做不到的。激光技术在应用的过程中不会对环境造成污染，而且切割的效率非常高，可以在短时间内完成切割任务，适应性也非常强。

2.无污染。激光技术实际上就是把光斑直接照射到需要切割的物件表面，并通过激光斑和物件之间的相互作用使物件的表面在短时间内熔化。相比于传统的切割技术，激光技术属于新型高能加工技术，应用的过程不会对环境造成污染，减少能源的消耗，降低企业的材料加工成本。比如：3D激光技术主要应用于切割高强度的钢材料，对钢材料的毛边进行精细处理。如果钢材料的强度比较大，就必须使用3D激光技术。在应用激光技术的过程中，低热输入是激光技术的一大应用优势，因为很多材料在遇到高温时性能会发生变化。激光技术在焊接金属材料时不会对材料的外形造成影响，可以达到极高的精准度，而且激光焊接可以缩短焊接的宽度，提高了焊接的美观度。

二、激光技术在金属材料加工工艺中的应用

1.激光切割技术。激光技术使用光斑直接聚焦在金属材料上，并熔化金属材料，同时使用激光束气体把融化掉的金属材料吹走，保证激光束可以沿着设定好的轨迹切割，形成整齐的缝隙。激光切割技术是应用最广泛的激光技术，激光切割材料包括以下几类：一是有机玻璃，二是木板，三是塑料，四是不锈钢，五是碳钢，六是合金钢，七是铝板。在应用激光技术的过程中并不需要使用刀具，激光技术完全在计算机的操控下，可以实现任意形状的切割。激光切割实际上就是应用高功率密度来实现切割任务。在计算机的操控下，激光器通过脉冲放电，并输出激光，产生一定的频率和光束，光束又通過传到聚焦在被切割的金属材料上，进而形成多个光斑。相比于传统的切割技术，激光切割技术具有以下特点：一是切割质量高，二是切割速度快，三是柔性高，四是适应性强。激光切割技术的精准度非常高，精准度控制在0.05mm，速度可以达到每秒切割10米，而且不会受到金属材料硬度的影响。

2.激光焊接技术。激光焊接的特点有以下几个：一是速度快，二是非接触，三是变形小，比较适合连续性的金属材料在线加工。在金属材料加工工艺中应用激光焊接技术可以提高焊接效率，而且无污染。随着加工技术的快速发展，激光焊接技术水平也在不断提高。应用激光焊接技术可以实现曲线焊接，提高车身的灵活性，而且可以根据焊接材料的特殊要求进行焊接。激光焊接技术有以下几种：一是激光与电弧焊接技术，二是等离子弧焊接技术，三是高频感应热源复合焊接技术，四是双激光束焊接技术。不同的激光焊接技术特点不同，技术人员需要结合实际情况选择激光焊接技术，保证激光焊接技术应用的合理性。

3.激光打孔。激光打孔实际上属于比较传统的金属材料加工技术，相比于其他打孔技术而言，激光打孔技术的精准度比较高。激光打孔技术有着悠久的发展历史，激光打孔技术最早应用于钟表制造业，取得了不错的成就。西方国家应用激光打孔技术的时间比较早，经验比较丰富，我国与西方国家存在较大差距，我国激光打孔技术还不完善，还需要不断调整，加大激光打孔技术的研究力度，缩短与西方国家之间的差距，我国也需要结合实际情况合理的借鉴西方国家的先进经验，提高激光打孔技术水平。

4.激光打标。激光打标的应用性也非常强，激光打标实际上就是应用激光来对需要打标的物体进行照射，并合理的利用化学反映，以此来将标识长时间的留在物件表面。目前，激光打标被广泛应用于金属材料加工工艺中，激光打标技术的应用不会对金属材料的性能产生任何影响，这是传统打标技术所做不到的。激光打标技术也在不断完善和调整，提升打标的质量，已经成为国家的关键防伪手段，受到越来越多人的肯定。激光打标技术的应用不会对金属材料本身和性能产生任何破坏。

三、结语

目前，激光技术已经广泛应用于金属材料加工工艺中，属于新型高能加工技术，效率高，操作简单，而且无污染。其种类也在不断增多，激光技术使用光斑直接聚焦在金属材料上，并熔化金属材料，保证激光束可以沿着设定好的轨迹切割。应用激光焊接技术可以实现曲线焊接，提高车身的灵活性。激光打孔技术的精准度比较高，但是我国的激光打孔技术还需要不断调整和完善，缩短与西方国家之间的差距。激光打标实际上就是应用激光来对需要打标的物体进行照射，将标识长时间的留在物件表面。不同的激光技术具有不同的特点，技术人员需要结合金属材料的特点和实际需求来选择激光技术，保证激光技术应用的合理性。要提高我国的激光技术水平，相关部门还必须加大激光技术的研究和分析力度，合理借鉴西方国家的先进经验，发展前景十分广阔。

参考文献：

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