激光加工技术

激光加工技术班级：学号：摘要:作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。

本文论述了激光加工技术的主要内容，以及它的加工原理、特点及其应用。

关键词：激光技术特点应用1.引言激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学，在材料加工方面，已逐步形成一种崭新的加工方法——激光加工（Lasser Beam Machining 简称LBM）。

由于激光加工不需要加工工具、而且加工速度快、表面变形小，可以加工各种材料，已经在生产实践中愈来愈多地显示了它的优越性，所以很受人们重视。

激光技术在我国经过30多年的发展，取得了上千项科技成果，许多已用于生产实践，激光加工设备产量平均每年以20％的速度增长，为传统产业的技术改造、提高产品质量解决了许多问题，如激光毛化纤技术正在宝钢、本钢等大型钢厂推广，将改变我国汽车覆盖件的钢板完全依赖进口的状态，激光标记机与激光焊接机的质量、功能、价格符合国内目前市场的需求，市场占有率达90％以上。

2.激光技术研究的主要内容（1）激光加工用大功率CO2和固体激光器及准分子激光器的引进机型研究，提高国产机水平；同时开发和研制专用配套的激光加工机床，提高激光器产品在生产线上稳定运行的周期，力争在国内建立较全面的加工用激光器的生产基地。

（2）建立激光加工设备参数的检测手段，并进行方法研究。

（3）激光切割技术研究。

（4）激光焊接技术研究。

（5）激光表面处理技术研究。

（6）激光加工光束质量及加工外围装置研究。

（7）择优支持2~3个国家级加工技术研究中心，开展激光加工工艺技术研究，重点是材料表面改性和热处理方面的研究和推广应用；开展激光快速成形技术的应用研究，拓宽激光应用领域。

3激光加工的原理和特点3.1．加工原理和特点1）聚集后，光能转化为热能，几乎可以熔化、气化任何材料。

例如耐热合金、陶瓷、石英、金刚石等硬脆材料都能加工。

2）激光光斑大小可以聚集到微米级，输出功率可以调节，因此可用以精密微细加工。

3）加工所用工具是激光束，是非接触加工，所以没有明显的机械力，没有工具损耗问题。

加工速度快、热影响区小，容易实现加工过程自动化。

还能通过透明体进行加工，如对真空管内部进行焊接加工等。

4）和电子束加工等比较起来，激光加工装置比较简单，不要求复杂的抽真空装置。

5）激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工，影响因素很多，因此，精微加工时，精度，尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证，必须进行反复试验，寻找合理的参数，才能达到一定的加工要求。

由于光的反射作用，对于表面光泽或透明材料的加工，必须预先进行色化或打毛处理，使更多的光能被吸收后转化为热能用于加工。

6）加工中产生的金属气体及火星等飞溅物，要注意通风抽走，操作者应戴防护眼镜。

4.激光技术的应用激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。

激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：（1）激光加工系统。

包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

（2）激光加工工艺。

包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。

激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。

目前使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器，例如用于大熔深激光焊接的CO2激光器一般以连续方式工作，主要包括快轴流和Slab型两种类型。

同快轴流激光器相比，Slab型激光器具有结构紧凑、气体消耗量少、维护成本低的特点。

目前世界上CO2激光器最大输出功率为45kW，工业生产中应用的激光器输出功率范围约在700W 至12kW之间。

激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。

使用激光器有YAG激光器和CO2激光器，由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。

图1 圆形锯齿激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

例如激光打标机可在五金制品上标记各种文字、序列号、产品编号、条形码、二维码、生产日期等，而且时间、日期或者序列号、产品编号可以自动跳号。

激光打标的文字和图形不仅清晰、精细，而且还不能被擦除、修改，这对于产品质量和渠道的跟踪非常有利，更可以有效的防止过期产品销售、防伪以及阻止串货。

激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。

激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。

国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。

目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。

激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。

我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。

目前使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主。

例如激光表面合金化的研究十分活跃，其处理过程中具有效率高,耗能少,变形小等特点,在汽车制造中可改善零部件的耐磨、耐蚀、耐高温等性能。

因此,国内外在激光表面合金化技术上的开发应用投入较大,研究的重点是改善发动机轴承、气缸、活塞环、凸轮轴、曲轴、气门、气门座圈和传动构件。

例如,排气门及其座圈的工作条件非常恶劣,每分钟要承受1~3千次冲击,长时间处于500~800%的高温,且受酸性废气的冲刷腐蚀,易产生麻坑而失效。

美国AVCD公司采用激光表面合金化技术对其进行处理以提高排气门与座圈的耐蚀、耐磨、耐高温和抗冲击能力。

激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。

多用于模具和模型行业。

目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主。

激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。

目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。

5.结果分析于磊，甘露，徐士良等利用高性能的激光器与现代数控机床技术相结合,使激光加工具有精度高、可控性好、程序简单、加工时间短、省料和污染程度小等特点,广泛应用于各种微细加工及某些传统加工方法难以达到加工要求的高硬度或高熔点材料。

为此,介绍了几种激光加工技术的基本概念和应用原理,分析了此技术在农机制造中的应用,提出了其在农机制造中的发展前景。

目前,激光技术在我国农机制造中的应用尚不普遍,大力推进该技术在农机制造领域的应用及发展势在必行。

戴文志利用激光加工技术在钣金加工工艺中具有很重要的位置，大大提高了钣金工艺的劳动生产率，推动了钣金工艺的发展。

在钣金加工中，使用激光切割机可以大大地缩减加工的周期，提高加工精度，加快产品的开发速度，同时也降低了成本，这些优点被众多制造企业关注，且逐渐在钣金加工中采用激光切割机。

吴坚，古冬冬，姚李英等运用激光加工技术对荧光标准模板进行了研究,获得的初级荧光标准模板有6个独立的模拟微通道(宽104μm,深56μm),在每个单独的模拟通道两端拥有两个直径为200μm的微孔,通过这些微孔将已知的不同荧光强度反应物注入各模拟通道,构成荧光标准模板。

在实验基础上,讨论了利用荧光标准模板的生物PCR荧光分析方法以及激光制备的微流控生物PCR芯片过程中的制造工艺和质量检验。

六、结束语激光加工用于再制造业和应用于其他制造业一样，有其不可替代的优点，并优于其它加工技术。

激光加工用于再制造业是由相变硬化发展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂层发展到复合涂层及陶瓷涂层，从而使得激光表面加工技术成为再制造的一项重要手段。

目前正在积极研制超紫外、超短脉冲、超大功率、高光束质量等特征的激光，尤其是能适应微制造技术要求的激光光源更是倍受关注，并已形成国际性竞争。

参考文献[1] 刘晋春，赵家齐，赵万生主编[J]. 特种加工. 北京：机械工业出版社，2000[2] 朱企业等编. 激光精密加工[J]. 北京：机械工业出版社，1995[3] 张永康主编. 激光加工技术[J]. 北京：化学工业出版社，2004[4] 曹凤国主编. 激光加工技术[J]. 北京：北京科学技术出版社 2007[5] 张建华主编. 精密与特种加工[J]. 北京：机械工业出版社，2006出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。

先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。

侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。

臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。

先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。

后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。

先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。

受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。

今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。

此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。

至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。

愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。

若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。