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        激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用

        2017-04-10 21:23:20陳安新
        消費(fèi)導(dǎo)刊 2017年2期
        關(guān)鍵詞:加工工藝金屬材料應(yīng)用

        陳安新

        摘 要:激光技術(shù)實(shí)際上就是利用激光束作用在金屬材料上,對(duì)材料進(jìn)行切割等,已經(jīng)成為國(guó)家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。其應(yīng)用范圍十分廣泛,也常被用在金屬材料加工工藝中,不僅可以節(jié)省大量人力和物力,還可以提高金屬材料的質(zhì)量,減少材料的消耗。

        關(guān)鍵詞:激光技術(shù) 金屬材料 加工工藝 應(yīng)用

        激光技術(shù)屬于新興的制造技術(shù),具有自身的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和規(guī)律,也已經(jīng)形成了專(zhuān)業(yè)的激光理論。激光技術(shù)具有以下特點(diǎn):一是單色性,二是相干性,三是方向性,四是高光強(qiáng)。目前,激光技術(shù)已經(jīng)趨向成熟,但是還需要不斷完善和調(diào)整,提高國(guó)內(nèi)激光技術(shù)水平。

        一、激光技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        1.效率高。目前,激光切割是應(yīng)用最為廣泛的激光技術(shù),應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域中。在汽車(chē)制造業(yè)中,主要應(yīng)用激光技術(shù)切割鈑金零件,不僅可以?xún)?yōu)化汽車(chē)零部件結(jié)構(gòu),還可以提高汽車(chē)的基本性能,在一定程度上降低了汽車(chē)的油耗。在航天工業(yè)中,主要應(yīng)用激光技術(shù)切割鋁合金。激光技術(shù)的廣泛應(yīng)用在一定程度上推動(dòng)了工業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展。隨著激光束質(zhì)量的快速提高,激光技術(shù)也廣泛應(yīng)用于金屬材料加工中。激光技術(shù)可以切割以下性能的金屬材料:一是高硬度,二是高脆性,三是高熔點(diǎn),這也是傳統(tǒng)切割技術(shù)所做不到的。激光技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,而且切割的效率非常高,可以在短時(shí)間內(nèi)完成切割任務(wù),適應(yīng)性也非常強(qiáng)。

        2.無(wú)污染。激光技術(shù)實(shí)際上就是把光斑直接照射到需要切割的物件表面,并通過(guò)激光斑和物件之間的相互作用使物件的表面在短時(shí)間內(nèi)熔化。相比于傳統(tǒng)的切割技術(shù),激光技術(shù)屬于新型高能加工技術(shù),應(yīng)用的過(guò)程不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,減少能源的消耗,降低企業(yè)的材料加工成本。比如:3D激光技術(shù)主要應(yīng)用于切割高強(qiáng)度的鋼材料,對(duì)鋼材料的毛邊進(jìn)行精細(xì)處理。如果鋼材料的強(qiáng)度比較大,就必須使用3D激光技術(shù)。在應(yīng)用激光技術(shù)的過(guò)程中,低熱輸入是激光技術(shù)的一大應(yīng)用優(yōu)勢(shì),因?yàn)楹芏嗖牧显谟龅礁邷貢r(shí)性能會(huì)發(fā)生變化。激光技術(shù)在焊接金屬材料時(shí)不會(huì)對(duì)材料的外形造成影響,可以達(dá)到極高的精準(zhǔn)度,而且激光焊接可以縮短焊接的寬度,提高了焊接的美觀度。

        二、激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用

        1.激光切割技術(shù)。激光技術(shù)使用光斑直接聚焦在金屬材料上,并熔化金屬材料,同時(shí)使用激光束氣體把融化掉的金屬材料吹走,保證激光束可以沿著設(shè)定好的軌跡切割,形成整齊的縫隙。激光切割技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的激光技術(shù),激光切割材料包括以下幾類(lèi):一是有機(jī)玻璃,二是木板,三是塑料,四是不銹鋼,五是碳鋼,六是合金鋼,七是鋁板。在應(yīng)用激光技術(shù)的過(guò)程中并不需要使用刀具,激光技術(shù)完全在計(jì)算機(jī)的操控下,可以實(shí)現(xiàn)任意形狀的切割。激光切割實(shí)際上就是應(yīng)用高功率密度來(lái)實(shí)現(xiàn)切割任務(wù)。在計(jì)算機(jī)的操控下,激光器通過(guò)脈沖放電,并輸出激光,產(chǎn)生一定的頻率和光束,光束又通過(guò)傳到聚焦在被切割的金屬材料上,進(jìn)而形成多個(gè)光斑。相比于傳統(tǒng)的切割技術(shù),激光切割技術(shù)具有以下特點(diǎn):一是切割質(zhì)量高,二是切割速度快,三是柔性高,四是適應(yīng)性強(qiáng)。激光切割技術(shù)的精準(zhǔn)度非常高,精準(zhǔn)度控制在0.05mm,速度可以達(dá)到每秒切割10米,而且不會(huì)受到金屬材料硬度的影響。

        2.激光焊接技術(shù)。激光焊接的特點(diǎn)有以下幾個(gè):一是速度快,二是非接觸,三是變形小,比較適合連續(xù)性的金屬材料在線加工。在金屬材料加工工藝中應(yīng)用激光焊接技術(shù)可以提高焊接效率,而且無(wú)污染。隨著加工技術(shù)的快速發(fā)展,激光焊接技術(shù)水平也在不斷提高。應(yīng)用激光焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)曲線焊接,提高車(chē)身的靈活性,而且可以根據(jù)焊接材料的特殊要求進(jìn)行焊接。激光焊接技術(shù)有以下幾種:一是激光與電弧焊接技術(shù),二是等離子弧焊接技術(shù),三是高頻感應(yīng)熱源復(fù)合焊接技術(shù),四是雙激光束焊接技術(shù)。不同的激光焊接技術(shù)特點(diǎn)不同,技術(shù)人員需要結(jié)合實(shí)際情況選擇激光焊接技術(shù),保證激光焊接技術(shù)應(yīng)用的合理性。

        3.激光打孔。激光打孔實(shí)際上屬于比較傳統(tǒng)的金屬材料加工技術(shù),相比于其他打孔技術(shù)而言,激光打孔技術(shù)的精準(zhǔn)度比較高。激光打孔技術(shù)有著悠久的發(fā)展歷史,激光打孔技術(shù)最早應(yīng)用于鐘表制造業(yè),取得了不錯(cuò)的成就。西方國(guó)家應(yīng)用激光打孔技術(shù)的時(shí)間比較早,經(jīng)驗(yàn)比較豐富,我國(guó)與西方國(guó)家存在較大差距,我國(guó)激光打孔技術(shù)還不完善,還需要不斷調(diào)整,加大激光打孔技術(shù)的研究力度,縮短與西方國(guó)家之間的差距,我國(guó)也需要結(jié)合實(shí)際情況合理的借鑒西方國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),提高激光打孔技術(shù)水平。

        4.激光打標(biāo)。激光打標(biāo)的應(yīng)用性也非常強(qiáng),激光打標(biāo)實(shí)際上就是應(yīng)用激光來(lái)對(duì)需要打標(biāo)的物體進(jìn)行照射,并合理的利用化學(xué)反映,以此來(lái)將標(biāo)識(shí)長(zhǎng)時(shí)間的留在物件表面。目前,激光打標(biāo)被廣泛應(yīng)用于金屬材料加工工藝中,激光打標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)對(duì)金屬材料的性能產(chǎn)生任何影響,這是傳統(tǒng)打標(biāo)技術(shù)所做不到的。激光打標(biāo)技術(shù)也在不斷完善和調(diào)整,提升打標(biāo)的質(zhì)量,已經(jīng)成為國(guó)家的關(guān)鍵防偽手段,受到越來(lái)越多人的肯定。激光打標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)對(duì)金屬材料本身和性能產(chǎn)生任何破壞。

        三、結(jié)語(yǔ)

        目前,激光技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬材料加工工藝中,屬于新型高能加工技術(shù),效率高,操作簡(jiǎn)單,而且無(wú)污染。其種類(lèi)也在不斷增多,激光技術(shù)使用光斑直接聚焦在金屬材料上,并熔化金屬材料,保證激光束可以沿著設(shè)定好的軌跡切割。應(yīng)用激光焊接技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)曲線焊接,提高車(chē)身的靈活性。激光打孔技術(shù)的精準(zhǔn)度比較高,但是我國(guó)的激光打孔技術(shù)還需要不斷調(diào)整和完善,縮短與西方國(guó)家之間的差距。激光打標(biāo)實(shí)際上就是應(yīng)用激光來(lái)對(duì)需要打標(biāo)的物體進(jìn)行照射,將標(biāo)識(shí)長(zhǎng)時(shí)間的留在物件表面。不同的激光技術(shù)具有不同的特點(diǎn),技術(shù)人員需要結(jié)合金屬材料的特點(diǎn)和實(shí)際需求來(lái)選擇激光技術(shù),保證激光技術(shù)應(yīng)用的合理性。要提高我國(guó)的激光技術(shù)水平,相關(guān)部門(mén)還必須加大激光技術(shù)的研究和分析力度,合理借鑒西方國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),發(fā)展前景十分廣闊。

        參考文獻(xiàn):

        [1]馬紅超. 試論金屬材料加工工藝中激光技術(shù)的應(yīng)用[J]. 科技資訊,2016,(25):54+56.

        [2]樊熊. 金屬材料加工工藝中激光技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2013,(15):23-24.

        [3]田延龍. 激光技術(shù)在金屬材料加工工藝中的應(yīng)用探析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013,(10):25.

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