激光在機械加工中的應用

近年來，工業激光器已成為國外機械加工業中的重要設備，廣泛應用于切割、鉆孔、韓饑餓和熱處理等工序。采用激光加工不僅容易實現自動化，而且具有較高的經濟效益。

選用激光器通常要根據被加工材料的性質而定，因為不同的材料適宜吸收不同波長的激光束。如金屬材料一般容易吸收波長為1.06μm的激光束，而塑料與陶瓷的復合物則容易吸收波長為10.6μm的激光束。目前常用的激光器主要有兩種，一種是二氧化碳激光起，另一種是固態釹-釔鋁石榴石激光器。

二氧化碳激光器是目前使用最廣泛的激光器，其輸出功率為50～1500W，激光束的波長為10.6μm，主要用于切割、鉆孔和焊接。采用激光切割可在每分鐘7.5m左右的速度下進行，切割寬度僅0.1～0.3mm,這樣，就可以將切割的“熱影響區”減至最小，而且被切割出輪廓清楚，無毛刺。由于激光鉆孔速度快，因而可解決在易破裂的陶瓷上鉆孔的難題，如在厚0.6mm的陶瓷上鉆直徑1.3mm的空每次僅需0.3S。有的國家已用二氧化碳激光器代替電子束焊接設備，使用激光焊接可不必像電子束那樣須在真空中進行，因而可簡化工序和降低成本。

固態釹-釔鋁石榴石激光進入工業性應用的時間還比較短，其輸出功率為10～400W,激光束波長為1.06μm,容易被金屬材料吸收，目前常用于低功率精密鉆孔和電子工業中的封焊加工和點焊。

日本日產汽車公司利用激光處理鋼板表面以提高油漆光澤度已獲成功。這種方法是在對薄鋼板進行噴漆前，用激光束進行表面蝕刻加工，是鋼板表面形成無數直徑和深度均勻的極微小的空，然后再進行噴漆處理。這樣不僅提高了光澤度，而且油漆不容易脫落。德國大眾汽車采用激光和機器人組合系統，加工汽車儀表盤殼體，使用功率為400W的二氧化碳激光起，每年可節約加工費用60萬美元。德國另一家汽車公司采用二氧化碳激光器焊接鍍鋅鋼板，利用機械可視系統監視焊接過程，大大提高了生產效率。美國通用車汽車公司采用功率1000W的二氧化碳激光器切割進排氣管，不僅提高了30%的功效，而且切割質量好。福特汽車公司采用了1500W的二氧化碳激光器切割聚氯乙烯復合材料，效率高，還可自動化操作。意大利菲亞特汽車公司在生產線上安裝了激光-機器人組合系統，不僅節省了勞動力，也加快了生產進程。

俄羅斯也將激光用于機械加工業。一家工廠用激光器對牽引機車用的發動機氣缸體進行淬火取得成功。激光器可在一秒鐘內將被處理表面加熱到1000℃，迅速進行淬火，完全避免了加工部位的變形，并使部件表面耐磨性提高了50%。

由于激光加工的許多優點，一些國家還大力發展新型的激光加工機床，如日本和美國都制造了激光機床。隨著科學技術的發展，激光在工業領域的應用將越來越廣泛。