激光在机械加工中的应用

近年来，工业激光器已成为国外机械加工业中的重要设备，广泛应用于切割、钻孔、韩饥饿和热处理等工序。采用激光加工不仅容易实现自动化，而且具有较高的经济效益。 
    选用激光器通常要根据被加工材料的性质而定，因为不同的材料适宜吸收不同波长的激光束。如金属材料一般容易吸收波长为1.06μm的激光束，而塑料与陶瓷的复合物则容易吸收波长为10.6μm的激光束。目前常用的激光器主要有两种，一种是二氧化碳激光起，另一种是固态钕-钇铝石榴石激光器。 
    二氧化碳激光器是目前使用最广泛的激光器，其输出功率为50～1500W，激光束的波长为10.6μm，主要用于切割、钻孔和焊接。采用激光切割可在每分钟7.5m左右的速度下进行，切割宽度仅0.1～0.3mm,这样，就可以将切割的“热影响区”减至最小，而且被切割出轮廓清楚，无毛刺。由于激光钻孔速度快，因而可解决在易破裂的陶瓷上钻孔的难题，如在厚0.6mm的陶瓷上钻直径1.3mm的空每次仅需0.3S。有的国家已用二氧化碳激光器代替电子束焊接设备，使用激光焊接可不必像电子束那样须在真空中进行，因而可简化工序和降低成本。 
    固态钕-钇铝石榴石激光进入工业性应用的时间还比较短，其输出功率为10～400W,激光束波长为1.06μm,容易被金属材料吸收，目前常用于低功率精密钻孔和电子工业中的封焊加工和点焊。 
    日本日产汽车公司利用激光处理钢板表面以提高油漆光泽度已获成功。这种方法是在对薄钢板进行喷漆前，用激光束进行表面蚀刻加工，是钢板表面形成无数直径和深度均匀的极微小的空，然后再进行喷漆处理。这样不仅提高了光泽度，而且油漆不容易脱落。德国大众汽车采用激光和机器人组合系统，加工汽车仪表盘壳体，使用功率为400W的二氧化碳激光起，每年可节约加工费用60万美元。德国另一家汽车公司采用二氧化碳激光器焊接镀锌钢板，利用机械可视系统监视焊接过程，大大提高了生产效率。美国通用车汽车公司采用功率1000W的二氧化碳激光器切割进排气管，不仅提高了30%的功效，而且切割质量好。福特汽车公司采用了1500W的二氧化碳激光器切割聚氯乙烯复合材料，效率高，还可自动化操作。意大利菲亚特汽车公司在生产线上安装了激光-机器人组合系统，不仅节省了劳动力，也加快了生产进程。 
    俄罗斯也将激光用于机械加工业。一家工厂用激光器对牵引机车用的发动机气缸体进行淬火取得成功。激光器可在一秒钟内将被处理表面加热到1000℃，迅速进行淬火，完全避免了加工部位的变形，并使部件表面耐磨性提高了50%。 
    由于激光加工的许多优点，一些国家还大力发展新型的激光加工机床，如日本和美国都制造了激光机床。随着科学技术的发展，激光在工业领域的应用将越来越广泛。