機械制造業(yè)在我國屬于支柱產(chǎn)業(yè)，在社會經(jīng)濟發(fā)展中有著不可或缺的重要作用，它的發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮?，前景廣闊。要想實現(xiàn)強國夢想，在世界發(fā)展中占有一席之地，相關(guān)機械制造企業(yè)應(yīng)該自主創(chuàng)新，確保生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。自主創(chuàng)新的一個重要方面就是進行技術(shù)創(chuàng)新，這也包括激光加工技術(shù)這一公認的技術(shù)。持續(xù)改進與完善激光加工技術(shù)，即可有效促進機械制造業(yè)的發(fā)展。

1.激光加工技術(shù)的基本原理

激光加工技術(shù)是一種綜合性加工技術(shù)，它融合了光學(xué)、電學(xué)、機械學(xué)等，在某種程度上可稱之為新時代的加工技術(shù)，激光加工技術(shù)的出現(xiàn)與更新有力促進了機械制造業(yè)的進步 。激光的實質(zhì)是一種光子束，它因原子 受到電流等能量的撞擊而發(fā)生，集中射向一個方向并且具備的能量。光子和原子發(fā)生連鎖反應(yīng)能夠出現(xiàn)非常高的能量，包含有非常高能量的這種激光束朝向工件的表面進行照射，結(jié)合計算機數(shù)控技術(shù)可組合而成加工設(shè)備，對機械進行自動化加工，通過高能的激光加工金屬及非金屬材料，對其實現(xiàn)切割、打孔及焊接等。激光加工技術(shù)加工制造機械產(chǎn)品的精度非常高，是機械制造行業(yè)里非常重要的技術(shù)。

2. 激光加工技術(shù)的優(yōu)勢

激光加工技術(shù)作為高精尖特的技術(shù)，在機械制造加工的很多方面均有廣泛應(yīng)用，并且應(yīng)用前景廣闊。激光加 工技術(shù)的優(yōu)勢主要有：激光加工具有較高的精度、材料利用率及加工效率，當然經(jīng)濟效益也高。利用價格30萬元的激光切割機正常進行加工，一年半即可收回成本并盈利。激光以光源為能量介質(zhì)，具備極快的加工速度。3G激光切 割機的加工速度更是毋庸置疑。激光加工有著很好的抗干擾性，不易被環(huán)境因素所左右，可保證加工零件的質(zhì)量。激 光加工可有效利用材料，可比其它加工技術(shù)節(jié)約材料10%-30%。因為激光加工不用接觸工件，所以能有效節(jié)約耗材，降低生產(chǎn)成本。激光加工適用材料非常多，既能加工金屬材料，亦可加工非金屬材料，并且能夠?qū)崿F(xiàn)直線、曲線 甚至異形圖等不同形狀的加工。

3. 激光切割技術(shù)的應(yīng)用

激光切割技術(shù)是通過高能量密度的激光束以強光照射器件，照射溫度極快升高，物料進行氣化后，蒸汽在很短的時間里快速排放或熔化，輔助氣體則幫助順利排出液體，因而則產(chǎn)生相應(yīng)狹縫。激光切割技術(shù)是工業(yè)材料主要的切割手段，激光器與數(shù)控技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展。

激光設(shè)備在實施切割時，激光束能夠聚焦為非常小的光點，將激光切割機的作用功率達到化，切割速度是非常快的，當然精度也相當高，同時，保證了工件不會發(fā)生變形情況。激光切割技術(shù)運用熱切割實現(xiàn)操作，切割進行之 時受到影響的區(qū)域非常小，不會波及到較大的范圍，也能夠加工某些非金屬材質(zhì)。激光切割技術(shù)具備的能量很大，并且可以很方便地控制密度，同樣也適用于局部操作。在汽車制造中，生產(chǎn)車身面板時應(yīng)用激光三維切割更新原用的沖 壓和修邊模具，如此一來，新車開發(fā)好之后便可以速度投入生產(chǎn)，亦能大幅減少汽車的生產(chǎn)時間 。在機械制造企業(yè)中，日本將激光切割作為標準工藝，由此加快了新產(chǎn)品的開發(fā)，亦使產(chǎn)品質(zhì)量得到提升，企業(yè)從而更具競爭 力。中國的一些機械制造企業(yè)也大力提倡并推廣使用激光切割技術(shù)。激光切割技術(shù)在航空航天工業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用，切割的零件有鈦合金皮、發(fā)動機火焰筒、飛機架及鈦合金薄壁機等。綜合來看，大幅面激光切割機已經(jīng)被全世界很多重工業(yè)企業(yè)所使用。

當前，對工程機械板材進行加工主要使用兩種激光切割機：CO2激光切割機與光纖激光切割機。光纖激光的傳播在光纖中進行，具有更好的通過性，能量束也非常高，而熱影響卻更小，會形成更窄的切割線，這樣下料效率就會 高，也更能有效使用材料，更加降低板材下料時的熱變形。

4. 激光焊接技術(shù)的應(yīng)用

焊接技術(shù)是機械制造的關(guān)鍵性工藝，對產(chǎn)品的生產(chǎn)成本與周期都有重要影響。電弧焊這一傳統(tǒng)的焊接方法存在使機械產(chǎn)品焊接變形的缺點，需要焊后矯形，耗費工時且質(zhì)量不好保障。激光焊接具有多種功能，適應(yīng)性與可靠性都很 強，它的功率密度高，熱輸入量不大，熱影響區(qū)較窄，速度快而焊接變形小，很好達到自動化，焊接時并不接觸工件。將激光焊接應(yīng)用于機械制造，可增加焊縫強度，減少焊后矯正工作，外觀結(jié)構(gòu)。激光焊接在工程機械推土 機中有著廣泛應(yīng)用，并且對厚鋼板進行激光焊接的工藝已得到優(yōu)化。

將激光焊接齒輪技術(shù)應(yīng)用于汽車變速器的加工，不但生產(chǎn)效率高且不會浪費原材料。激光焊接齒輪時，具有較窄的焊縫熱影響區(qū)，強度大，焊縫有達到12:1的深寬比，焊縫的機械性能相當于甚至高于母材，這樣就對齒輪傳遞較大轉(zhuǎn)矩提供了保障；加熱與冷卻可以極快實現(xiàn)，焊接齒輪的變形可控制得很小，焊后齒輪不用再進行精加工；加工過程的穩(wěn)定性與準確性都較高，并且速度也快，異種材料也可進行焊接 。激光焊接齒輪技術(shù)地提高了機械用變速 器齒輪的制造水平。

激光焊接技術(shù)應(yīng)用于汽車制造中，不但能夠加大車體的強度，而且憑借其優(yōu)點，使焊縫外形更加美觀流暢，功能和形態(tài)達到了契合，成為某些汽車構(gòu)件加工的主要焊接手段。叉車、推土機等一些工程機械的駕駛室在外形上顯得笨重呆板，在其設(shè)計制造中引入激光焊接是必然手段，機械外觀會給人以美觀明快的感覺。

5. 激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用

機械再制造近年來呈現(xiàn)迅速發(fā)展勢頭，一方面提倡綠色制造，主張節(jié)能降耗；另一方面經(jīng)過再制造的機械產(chǎn)品有不亞于新品的性能，而價格卻大約只有新品的2/3，能得到用戶的認可，而企業(yè)的制造成本僅有50%左右，也愿 意從事再制造 。零部件的再制造，主要是對某些密封件、易損件進行更換，對機構(gòu)磨損給予修復(fù)，而這其中需用 到的重要技術(shù)就是激光熔覆技術(shù)，即激光堆焊技術(shù)。激光熔覆技術(shù)的基本原理是使高功率與高密度的激光束作 用于基體表面，使之出現(xiàn)一層微熔層，預(yù)置直特定成分的熔合金粉，也可同步添加，以此均勻修復(fù)受到磨損的零部件，這是一種增材制造技術(shù)。激光熔覆技術(shù)的靈活性較強，零部件的堆焊區(qū)域與材料是可選的，并且性能也具有可選性，為差異化定制產(chǎn)品提供了強有力的技術(shù)支撐。例如，大功率推土機底盤用履帶漲緊彈簧筒受到磨損需要修復(fù)，即可使用激光熔覆技術(shù)對磨損區(qū)域?qū)嵤┰霾奶幚?，從多個方面檢測耐磨指標，熔覆狀態(tài)層硬度梯度較合理，表面硬度達標，金相組織亦很好，有效延長大功率推土機彈簧筒3倍的壽命。于機械再制造，在新品上應(yīng)用激光熔覆技術(shù)更換原鍍鉻加前期感應(yīng)熱處理技術(shù)，也會增強產(chǎn)品的競爭力。

6. 激光打標技術(shù)的應(yīng)用

機械產(chǎn)品的不同部位均須予以標記，如條碼、公司標志、序列號及生產(chǎn)日期等，這有助于企業(yè)創(chuàng)建推廣品牌。傳統(tǒng)的氣動打標機速度慢、噪聲大、字跡不清，并且會消耗較多工作備件，滯后于生產(chǎn)的現(xiàn)代化。

激光打標技術(shù)通過高能量密度的激光在工件局部進行照射，使其表層材料發(fā)生氣化或出現(xiàn)顏色變化，利用化學(xué)反應(yīng)而留存性標記

激光打標技術(shù)對傳統(tǒng)打標方法而言有著明顯優(yōu)點：

（1）與工件間沒有接觸，不發(fā)生 切削力，熱影響也小，可有效維持工件精度，能應(yīng)用于多種材料，標記精細且持久。

（2）激光在時間與空間上均有 良好的控制性，對工件的材質(zhì)、大小、形狀及加工環(huán)境存在較大的自由度，尤其適合進行自動化加工與特殊表面加工 。

（3）激光有刻劃精細的特點，所制作的標記難以更改與仿造。

（4）容易與計算機數(shù)控技術(shù)配合，制作出多種 不同的文字、符號與圖案，可通過軟件對圖樣進行設(shè)計標刻或更改，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。

（5）清潔，綠色環(huán)保。激光打標技術(shù)因其優(yōu)點而在各行業(yè)中廣泛應(yīng)用，為現(xiàn)代化制造企業(yè)樹立機械品牌形象發(fā)揮著重要作用。

7. 結(jié)語

為了更好達成“中國制造2025”目標，改變以前低端、低效而高能耗的機械制造業(yè)生產(chǎn)局面。激光加工技術(shù)是 一種前沿性的高精度機械制造技術(shù)，符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，應(yīng)該積極探索與推廣。在加強技術(shù)研發(fā)的背景下，激光加工技術(shù)會繼續(xù)進步，設(shè)備必會更加智能化、小型化，實現(xiàn)加工功能多樣化，使中國的機械制造水平持續(xù)提高。