激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用和探析

【摘 要】隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，激光技術(shù)也逐漸完善，這使得激光技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)越來越多，近年來它也應(yīng)用于越來越多的行業(yè)，本文便論述了激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用，首先指明激光技術(shù)應(yīng)用于金屬材料加工工藝的原因，然后分析了激光技術(shù)目前在金屬材料加工工藝中的運(yùn)用，最后對激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用前景進(jìn)行了探究，從而發(fā)揮出激光技術(shù)的最大作用，促進(jìn)我國金屬材料加工工藝的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】激光技術(shù);金屬材料;加工工藝;應(yīng)用和探析

引言

激光技術(shù)是新時代研究出來的一項重要技術(shù)，它自身擁有許多優(yōu)點(diǎn)，能夠有效的減少制作成本、縮短生產(chǎn)時間等等，但是大多數(shù)金屬材料加工的技術(shù)人員不能發(fā)揮它真正的潛能，不能充分體現(xiàn)它對金屬材料加工的應(yīng)用價值，因此應(yīng)該對現(xiàn)如今激光技術(shù)在金屬材料加工工藝的應(yīng)用進(jìn)行探析，增加對這項技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)況的了解，在未來呈現(xiàn)出激光技術(shù)在金屬材料行業(yè)應(yīng)用的最大效果。

一、激光技術(shù)應(yīng)用于金屬材料加工工藝的原因

（一）傳統(tǒng)金屬材料加工技術(shù)的不足

在金屬材料加工過程中，需要對金屬進(jìn)行焊接形成最終的成品，這對于傳統(tǒng)技術(shù)是一個重大難題，經(jīng)常出現(xiàn)焊接處不穩(wěn)定、焊接過程中影響到其它部分等問題，這顯得金屬材料加工工藝非常粗糙，制作出的成品質(zhì)量較低，此外在切割過程中，傳統(tǒng)技術(shù)加工對象有限，對面積比較小的金屬無法進(jìn)行切割，加工效率比較低下，也出現(xiàn)了切割部位不平整的現(xiàn)象，針對傳統(tǒng)金屬材料加工技術(shù)的不足，技術(shù)人員便嘗試將激光技術(shù)運(yùn)用到金屬材料加工工藝過程中，從而解決這些問題，促進(jìn)金屬材料加工工藝的發(fā)展[1]。

（二）激光技術(shù)使得金屬材料加工工藝的效率提高

激光技術(shù)的運(yùn)用可以將金屬材料加工中焊接、切割等的速度加快，和傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行對比，節(jié)約了許多加工時間，它可以在短時間內(nèi)適應(yīng)不同的金屬材料，能適應(yīng)不同的天氣情況，對激光器械的設(shè)置時間短，免去了許多不必要花費(fèi)的時間，這種適應(yīng)能力的強(qiáng)大取決于激光技術(shù)可以加工任何金屬材料，不論熔點(diǎn)多么高、硬度有多大，其次，激光技術(shù)可以把金屬材料切割、焊接、打孔、打標(biāo)等加工工藝集于一個工具里，這樣一臺工具便可以實(shí)現(xiàn)各種加工工藝，減少了工具的數(shù)量，降低了工廠空間的利用率，使金屬材料加工過程更清晰，提高加工效率，節(jié)省了加工時間。

（三）激光技術(shù)的應(yīng)用可以提高了金屬材料加工質(zhì)量

激光技術(shù)具有非常高的精確性，它可以做出十分微小的加工，在切割過程中，沒有傳統(tǒng)技術(shù)中直接和金屬材料接觸加工的現(xiàn)象，這就減少了對金屬材料的消耗，它釋放的能量也非常大，使得切面變得更平整，在焊接中，激光技術(shù)也會限制加工范圍，不影響金屬材料其它的部分，這種加工方式，可以極大地提高產(chǎn)品的質(zhì)量和精確度[2]。

（四）激光技術(shù)在金屬材料加工工藝的應(yīng)用更環(huán)保

在焊接過程中，需要對金屬材料進(jìn)行加熱，傳統(tǒng)技術(shù)常用煤電發(fā)熱的方式進(jìn)行焊接，這種方式會對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，但激光技術(shù)是將激光聚集在要加工的部位，聚集部位便可以產(chǎn)生高溫，這種熱量的產(chǎn)生是低能量的轉(zhuǎn)換，不需要消耗大量的能源，也不會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，其次，因為激光技術(shù)加工出的產(chǎn)品質(zhì)量更高、精準(zhǔn)度更大，在產(chǎn)品使用時消耗的能量也較少，因此，激光技術(shù)的使用更環(huán)保[3]。

（五）激光技術(shù)在金屬材料加工工藝的應(yīng)用加大了經(jīng)濟(jì)效益

激光技術(shù)的運(yùn)用提高了加工效率，可以將不同加工工藝放在一臺機(jī)器上，這就減少了對人工的使用，又因為激光技術(shù)對金屬材料加工更精確，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了對原料的浪費(fèi)，也使得產(chǎn)品的制作數(shù)量得以降低，這便提高了經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了金屬材料加工中的低成本、高效益。

二、目前激光技術(shù)在金屬材料加工工藝上的應(yīng)用分析

（一）激光切割、焊接和打孔

對于激光技術(shù)而言，切割過程中不需要模具，它是在計算機(jī)的控制下，對金屬材料進(jìn)行二維空間或三維空間的加工，而且對于各種金屬材料都可以進(jìn)行切割，不論是什么程度的硬度，它都可以確保金屬材料在切割中不發(fā)生變形。應(yīng)用激光技術(shù)進(jìn)行焊接，可以使焊接縫隙減小，對非焊接部位的金屬材料幾乎沒有影響，增加了產(chǎn)品的使用年限，除此之外，這種技術(shù)焊接的范圍也得到擴(kuò)大，從直線變成了曲線，從以前的金屬之間的焊接變成金屬與非金屬也可以進(jìn)行焊接。激光打孔最大的優(yōu)勢便是可以有效提高產(chǎn)品的精確度，把孔徑的直徑變得越來越小，以此來提高產(chǎn)品的性能，如在制作醫(yī)療器械里的注射器時，針頭的大小會影響治療結(jié)果，太大的針頭會讓護(hù)士不易進(jìn)行扎針的操作，也不利于藥品的注射速度，激光技術(shù)在切割、焊接和打孔的運(yùn)用，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)加工時間，增加了整體的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）激光打標(biāo)和表面熱處理

金屬材料加工工藝最重要的就是將產(chǎn)品的標(biāo)記留在部件表面，起到防偽的作用，這種技術(shù)可以用在刀具等金屬制品中，此外激光技術(shù)也可以保護(hù)一些易被破壞的金屬，把標(biāo)記打在上面的同時，不會對金屬造成任何損傷，這可以用于一些晶體上，隨著社會的發(fā)展，激光打標(biāo)技術(shù)也能應(yīng)用在非金屬物件上，其次，激光打標(biāo)技術(shù)加深了標(biāo)記的深度，增加了標(biāo)記存留的時間，而激光表面熱處理則可以使表面硬化，提高了產(chǎn)品的耐磨性，減少對產(chǎn)品的消耗，增加了零件的使用年限，減少了零件的制作數(shù)量，降低了加工成本，對一些有凸起的物件可以運(yùn)用這項技術(shù)，激光表面熱處理也可以增加物件的抗腐蝕能力，提升物件的整體性能，給產(chǎn)品質(zhì)量提供了保障。

三、未來激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用探析

基于現(xiàn)在激光技術(shù)沒有在金屬材料加工工藝中得到最大程度的應(yīng)用，應(yīng)該對此進(jìn)行探析，增加激光技術(shù)在金屬材料加工工藝的應(yīng)用范圍和強(qiáng)度。

（一）向自動化方向發(fā)展

激光技術(shù)應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)金屬材料加工的自動化，減少人工的使用，防止造成人力資源的浪費(fèi)，提高加工的效率，想要實(shí)現(xiàn)這種自動化，便要增加網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動化控制技術(shù)，配置健全的自動化設(shè)備，培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人員，能夠?qū)ψ詣踊O(shè)備進(jìn)行指導(dǎo)和維修[4]。

（二）健全激光技術(shù)的數(shù)據(jù)庫

激光技術(shù)在進(jìn)行金屬材料加工時，是利用計算機(jī)中的指令發(fā)射激光，從而進(jìn)行切割焊接、打孔打標(biāo)等操作，金屬材料的不同、切割形狀的不同、焊接線條的不同都需要不同的激光，因此，應(yīng)該建立激光技術(shù)的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)對象的不同來設(shè)置不同參數(shù)，提供最標(biāo)準(zhǔn)的工作數(shù)據(jù)，信息庫的建立可以有效提高激光加工金屬材料的效率，在進(jìn)行不同工作時，可以快速改變加工參數(shù)，使金屬材料加工具有多元性。

四、結(jié)束語

盡管激光技術(shù)在金屬材料加工工藝的運(yùn)用已經(jīng)逐漸完善，但依然存在許多不足之處，依然需要對這個項目進(jìn)行創(chuàng)新，建立起激光加工的數(shù)據(jù)庫，不斷地將激光技術(shù)深入到加工過程中，使激光技術(shù)得到廣泛的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)激光加工的自動化和無人化，從而促進(jìn)金屬材料加工的發(fā)展，使加工時間越來越短，加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，最大限度地發(fā)揮激光技術(shù)的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]高威昊，吳明清，王晶，etal.金屬材料加工中的激光技術(shù)應(yīng)用[J].中國金屬通報，2018，995（08）：21-22.

[2]黃江，師文慶，謝玉萍，etal.激光作用于金屬材料瞬態(tài)溫度場的數(shù)值模擬[J].強(qiáng)激光與粒子束，2018，v.30;No.248（02）：164-168.

[3]BaiYC，F(xiàn)anFU，XiaoZF，etal.激光選區(qū)熔化設(shè)備及生物醫(yī)學(xué)金屬材料的研究與應(yīng)用進(jìn)展（英文）[J].JournalofZhejiangUniversity-ScienceA（AppliedPhysics&Engineering），2018，19（2）：122-136.

[4]謝衛(wèi)萍，陳希跑，姚懿容，etal.顯微分析技術(shù)在背光模組表面異物成分分析中的應(yīng)用[J].浙江化工，2018，v.49（05）：49-54.

作者簡介：

柏越（1981年）;性別：女，民族：漢，籍貫：遼寧，職務(wù)/職稱：助理工程師;學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：自倍頻綠光大功率激光器，單位：青島鐳創(chuàng)光電技術(shù)有限公司，單位所在省、市：山東省青島市;單位郵編：266000。

（作者單位：青島鐳創(chuàng)光電技術(shù)有限公司）