淺談激光加工技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

張勇

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，機(jī)械制造領(lǐng)域也因此得到了迅猛發(fā)展。在機(jī)械制造領(lǐng)域中，激光加工技術(shù)在其中的應(yīng)用日益增多，并且在機(jī)械制造領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)在其中有著顯著的地位，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展可起到極為重要的促進(jìn)作用。因此，為了進(jìn)一步促進(jìn)激光加工技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用，本文將對(duì)機(jī)械制造中激光加工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入闡述，以供參考。

關(guān)鍵詞：激光加工技術(shù) 機(jī)械制造 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：S220.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（a）-0117-02

為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械制造強(qiáng)國(guó)的發(fā)展理念，我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域必須要加大對(duì)激光加工技術(shù)的研發(fā)力度，使之更好地在機(jī)械制造中得到有效的應(yīng)用，對(duì)提升我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品的制造質(zhì)量有著重要的意義。

1 激光加工技術(shù)的基本原理和技術(shù)優(yōu)勢(shì)

作為現(xiàn)代化的加工技術(shù)，激光加工技術(shù)融合了光學(xué)、機(jī)械以及電學(xué)等學(xué)科，并對(duì)于推動(dòng)整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用，下面將對(duì)激光加工技術(shù)的基本原理與技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行一一闡述。

1.1? 激光加工技術(shù)基本原理

對(duì)于激光加工技術(shù)而言，其工作的原理是在電流的撞擊下將帶有能量的原子沿著某個(gè)固定方向射出，由此產(chǎn)生具備較高能量的激光束，當(dāng)激光束作用到被加工零件的表面后，便可對(duì)被加工零部件進(jìn)行切割、焊接以及打孔等作業(yè)，同時(shí)激光加工技術(shù)的作業(yè)精度也高于其它加工方式，屬于現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。

1.2? 激光加工技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

作為現(xiàn)階段最先進(jìn)的加工技術(shù)，激光加工技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。其中，激光加工技術(shù)的加工對(duì)象涵蓋了所有金屬以及非金屬材料，并且在精密加工領(lǐng)域有著極大的適用性。此外，對(duì)于激光加工技術(shù)而言，其不僅可以快速地完成工件的加工，同時(shí)操作也較為便捷、簡(jiǎn)單，可以較為可靠、安全地完成相應(yīng)的加工作業(yè)，并且不會(huì)導(dǎo)致材料中存在殘余的機(jī)械應(yīng)力。另外，從加工成本上看，激光加工技術(shù)的投入成本較為可觀，所以使得激光加工技術(shù)具有十分優(yōu)越的應(yīng)用前景。

2 ?激光加工技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

2.1 激光切割技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

所謂激光切割技術(shù)，其指的是在工件表面用高能量的激光束來(lái)進(jìn)行投射，使得工件表面溫度在激光束照射的作用下而快速提高，工件表面也因此出現(xiàn)氣化，并且氣化后的蒸汽以及熔渣可以在輔助氣體的作用快速排出，由此在工件表面形成不同規(guī)格的切縫。此外，對(duì)于激光切割技術(shù)而言，其可對(duì)鈦合金、鋁合金以及鋼鐵材料等進(jìn)行切割，同時(shí)也可對(duì)塑料、陶瓷以及玻璃等物料開(kāi)展切割作業(yè)，所以激光切割技術(shù)具有極強(qiáng)的適用性。另外，作為一種無(wú)接觸制造工藝，激光切割技術(shù)對(duì)于工件的機(jī)械性能幾乎不存在影響，并且其照射的范圍也相對(duì)很小，所以切口也會(huì)表現(xiàn)的更為細(xì)小，有助于提升切縫位置的外觀質(zhì)量，同時(shí)切割性能也比其它切割技術(shù)更為出色，對(duì)切割成本的降低可起到積極的作用。

2.2 激光焊接技術(shù)機(jī)械制造中的應(yīng)用

對(duì)于激光焊接技術(shù)而言，其主要以激光束作為熱源來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的加熱，并使之熔化，從而完成相應(yīng)的焊接作業(yè)。作為非接觸式的連接，在激光焊接過(guò)程中，需要根據(jù)材料的性質(zhì)的不同而使用保護(hù)氣體來(lái)進(jìn)行焊接作業(yè)，以免熔池出現(xiàn)相應(yīng)的變化。此外，激光焊接技術(shù)的應(yīng)用，可以使焊接作業(yè)更加快速地完成，同時(shí)存在較強(qiáng)的靈活性，焊接區(qū)域的形變也更小，并且不需要在焊接作業(yè)結(jié)束后進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。以汽車(chē)制造領(lǐng)域?yàn)槔嚓P(guān)的汽車(chē)企業(yè)使用激光焊接技術(shù)來(lái)連接變速箱齒輪。此外，除了連接變速箱的齒輪外，隨著激光焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段其在汽車(chē)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)變得更加廣泛，并且可以根據(jù)不同車(chē)體的要求，將不同厚度、不同性能的材料焊接為一個(gè)整體。另外，隨著激光焊接技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其可以極大地提升相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，使得機(jī)械制造企業(yè)所生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品性能得到有力保障，對(duì)我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展有著極大的促進(jìn)作用。

2.3 激光熔覆技術(shù)機(jī)械制造中的應(yīng)用

激光熔覆技術(shù)指的是利用預(yù)置以及同步模式，將粉末狀熔覆物料放置在基體的外表面，并使用高能量的激光束來(lái)進(jìn)行照射，在高溫的作用下，熔覆物料便會(huì)和基體的外表薄層融合為一整體，從而使得外表改性涂層在基體外表面形成，使得基體外表面具備抗高溫、防腐蝕、耐磨損以及抗氧化等特征。此外，對(duì)于激光熔覆技術(shù)而言，其不會(huì)破壞基體的本體結(jié)構(gòu)與性能，并且在激光熔覆技術(shù)的幫助下，熔覆層可以和基體予以有效的融合，以此來(lái)進(jìn)一步提升基體外表面的綜合性能。此外，粉末狀的熔覆物料的選擇空間也比較大，并且激光熔覆技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)的幫助下予以更加智能化地完成。在現(xiàn)階段，激光熔覆技術(shù)主要用來(lái)對(duì)產(chǎn)品的破損表面進(jìn)行修復(fù)，例如，相關(guān)汽車(chē)企業(yè)使用激光熔覆技術(shù)來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施硬面熔覆，使發(fā)動(dòng)機(jī)的表面抗磨損性能以及硬度得到進(jìn)一步的提升。另外，車(chē)輛換向器、齒輪等元部件的加工也可通過(guò)激光熔覆技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。激光熔覆技術(shù)也可廣泛地應(yīng)用在模具與軋輥的加工領(lǐng)域，使其外表硬度、抗磨性以及抗高溫等性能得到大幅度的提升，有助于延長(zhǎng)其工作時(shí)間。

2.4 激光增材加工技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

對(duì)于激光增材加工技術(shù)而言，其也就是新聞中所經(jīng)常提到的三維打印。激光增材加工技術(shù)主要也是使用高能量的激光，并且按照3D模型信息的要求，來(lái)將合金粉末與其它材料進(jìn)行加工，最終成為與3D模型信息一致的實(shí)體元件。此外，現(xiàn)階段，SLM（激光選區(qū)熔化）技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛。其中，所謂SLM技術(shù)，指的是先將粉末鋪好，隨后按照規(guī)定的路徑來(lái)使激光束對(duì)金屬粉末進(jìn)行掃描，使金屬粉末得到徹底熔化，最后在冷卻硬化后完成實(shí)體物件的加工，此種加工方式可以不需要模具，并且工件的加工速度更快，對(duì)于復(fù)雜工件的制造則更為適用。

3 ?結(jié)語(yǔ)

為了進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，則必須要對(duì)激光加工技術(shù)的創(chuàng)新和研究予以關(guān)注，并可以此來(lái)進(jìn)一步提升我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)水平，對(duì)推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]? 李英民.激光加工技術(shù)在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（16）：43.

[2] ?陳曉.激光加工在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2016（5）：36-37.

[3] 楊皓天，萬(wàn)騰，劉瑤.機(jī)械制造中使用激光加工的應(yīng)用介紹[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2017（11）：15.