文楊昊

（佳木斯大學材料科學與工程學院，黑龍江 佳木斯 154000）

在科學技術水平不斷進步的當下，工業(yè)制造中對精度的要求越來越高。在這一背景下，如何快速加工高精度的金屬部件成為金屬材料加工企業(yè)需要解決的重要問題之一。在各種金屬材料加工技術中，激光技術由于具有比較高的加工效率和加工精度，因而得到了比較廣泛的應用[1]。在應用激光技術進行金屬材料加工的過程中，需要針對加工技術的具體應用方法和應用策略進行研究。因此才能為激光技術的合理應用打下堅實的基礎。

1 激光技術在金屬加工中的應用原理

使用激光進行金屬材料加工，最主要的應用原理就是利用激光具備的單色性、相干性和平行性特點，將激光聚集到需要切割或焊接的點上，并在這一基礎上形成金屬材料加工需要達到的高溫。在這情況下，金屬材料就會出現(xiàn)局部熔化，現(xiàn)象。而工人就可以利用金屬的局部熔化進行精確的金屬材料加工[2]。同時，使用特殊的設備能夠對激光工作狀態(tài)進行調整。因此，金屬材料的局部熔化就能夠得到比較精準的控制。而使用激光進行金屬加工，最主要的原理就是利用激光直線傳播特性以及能夠形成高溫的特點[3]。此外，使用激光進行金屬材料加工的過程中，能夠對激光的功率和密度進行調整，在此基礎上，適應金屬材料加工工作中的不同加工需求。

在金屬材料加工工作中，工件變化形式的最主要影響因素就是激光的聚焦強度和操作手法。具體來說，在加工過程中，需要根據金屬工件的尺寸、熔點、強度等因素的變化對激光聚焦的強度進行調整。只有這樣，才能保證金屬材料的加工精度和加工質量。

2 激光技術在金屬加工中的應用優(yōu)勢

通過研究可以發(fā)現(xiàn)，激光技術之所以能夠在金屬材料加工中得到廣泛應用，主要原因是該技術具有加工速度快、加工精度高和加工質量好等方面的優(yōu)勢。而在本文中，將針對上述幾個方面的優(yōu)勢進行全面的分析和闡述。

2.1 加工速度快

與傳統(tǒng)加工技術相比，激光技術在金屬材料加工中的最主要技術優(yōu)勢就是具備較高的加工速度。而在激光切割方面，該技術的加工速度優(yōu)勢更加明顯。通過對金屬材料加工中的零部件加工進行調查可以發(fā)現(xiàn)，在鈑金零部件加工過程中，激光器的功率與金屬材料切割的速度成正比。在加工過程中，利用激光加工技術能夠快速加工多種金屬和非金屬材料，利用激光技術，能夠迅速加工復雜的零部件，且在這一基礎上保證加工精度。此外，在傳統(tǒng)的加工技術中，工人需要花費比較長的時間進行加工參數(shù)的設定和調整，而使用激光加工技術進行金屬材料的加工，則能夠有效縮短加工參數(shù)的設置和調整時間。因此，越來越多的金屬加工企業(yè)認識到激光技術在加工速度方面的優(yōu)勢，并將激光加工技術應用到金屬材料加工當中。

2.2 激光技術加工精度高

在使用激光技術進行金屬材料加工的過程中，金屬部件對切割或焊接技術的加工精度具有比較高的要求，在將激光照射到零件表面之后，工件表面會出現(xiàn)局部熔化。而激光技術的最主要技術優(yōu)勢之一，就是能夠通過功率和密度的調整，對金屬零件表面的局部熔化部位和熔化溫度進行比較，同時進行精確的控制。與傳統(tǒng)的焊接方式相比，激光焊接具有比較強的方向性。而在實施金屬焊接和金屬切割的過程中，激光的使用會減少焊接過程中產生的有害氣體，并在這一基礎上保護工作人員的健康與生命安全。此外，由于能夠對金屬材料的局部熔化進行比較精準的控制，因而金屬工件的其他部位并不會由于溫度升高而產生性能變化。在這一基礎上，焊接的精度和金屬材料的性能就能夠得到更加穩(wěn)定的保障。

2.3 加工質量好

在具備較高的加工精度的基礎上，激光技術能夠進一步提升金屬材料的加工質量。具體來說，首先，在使用激光進行金屬材料加工的過程中，由于激光的溫度較高，因而能夠對熔點較高的金屬材料進行快速且精準的切割和焊接。在這一基礎上，部分熔點較高的金屬材料就能夠得到更加精準和高質量的加工。其次，使用激光技術進行金屬材料加工，能夠在最大程度上對金屬材料局部熔化的規(guī)模加以控制。因此，在進行切割或焊接加工之后，金屬工件表面形成的毛刺就比較少。因此，在完成激光加工之后，不需要對金屬工件進行長時間的精加工。從這一角度上看，激光技術不僅能夠提升金屬加工的質量，而且能夠提升金屬加工的效率。

3 激光技術在金屬加工中的具體應用

通過研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的金屬材料加工技術相比，激光技術具有比較大的技術優(yōu)勢，因而具備了比較大的應用價值。而在應用激光技術進行金屬加工的過程中，該技術主要用于深熔焊接、傳導焊接、激光切割三個方面。根據具體加工內容，可以將上述加工技術分為切割技術和焊接技術兩種具體類型。而在本文中，將針對上述三種激光金屬材料加工技術進行全面研究和闡述，并在這一基礎上闡述上述技術的具體應用方法和應用價值。

3.1 深熔焊接

在使用激光進行金屬加工的過程中，深熔焊接技術主要用于機械制造領域。在使用深熔焊接技術時，需要將激光功率密度調整到適合其焊接操作的范圍。具體來說，深熔焊接的功率密度以102-104KW/cm2為最佳。在將功率密度調整到上述范圍內之后，激光的功率輸入速度就會超過熱導的傳輸速度，并且前者的數(shù)據指標將會遠遠超過后者。在這一前提下，使用激光照射工件表面，就會導致工件材料表面迅速氣化，并在這一基礎上產生小孔。之后，激光束會順著小孔不斷向下傳輸，同時促使金屬工件產生比較精準和快速的熔化。在這一過程中，直接接受激光照射的金屬工件會產生熔化現(xiàn)象。而不直接受到激光照射的金屬工件表面并不會產生熔化，其溫度也不會出現(xiàn)大幅度的提升。此外，通過對該技術的應用價值進行分析可以發(fā)現(xiàn)，使用該技術進行金屬材料的焊接，能夠在保證加工精度的基礎上有效提升加工效率和質量。從這一角度上看，該技術在金屬材料加工中具有比較大的應用價值。

3.2 傳導焊接

在各種類型的激光焊接技術中，傳導焊接也是一種比較常見的技術，該技術又名熱傳導焊接技術。該技術屬于激光焊接技術中最常見，也是應用最為廣泛的一種類型。該技術的最主要應用原理就是使用激光直接對金屬工件表面進行照射，獲得比較高的溫度，并在這一基礎上實現(xiàn)對金屬工件的有效焊接。在照射金屬工件表面之后，由于金屬存在熱傳導特性，因而表面的高溫會逐漸傳導到金屬工件內部。在零件表面和內部溫度均達到熔點以上之后，就會出現(xiàn)熔池。在這一基礎上，金屬工件的焊接工作就能夠完成。與深熔焊接技術相比，傳導焊接的應用范圍更加廣泛。但是在加工精度和加工質量方面，該技術還存在比較大的提升空間。因此，傳導焊接主要適用于對金屬加工精度要求你相對較小的金屬加工。

此外需要看到，深熔焊接和傳導焊接均屬于激光焊接技術。與傳統(tǒng)的金屬焊接技術相比，激光焊接技術具備的主要技術優(yōu)勢包括加工成本低、焊接質量好兩方面的技術優(yōu)勢。同時需要看到，在進行金屬材料加工的過程中，采用激光焊接技術進行工件焊接還能夠保證金屬工件內部得到充分焊接，在此基礎上，焊縫的抗拉強度、屈服強度等指標數(shù)據都能夠得到進一步提升。但是與傳統(tǒng)的焊接設備相比，激光焊接技術設備的采購成本相對較高，因此，金屬加工企業(yè)需要根據自身的實際情況選擇適合自身特點的金屬焊接技術。

3.3 激光切割

在激光金屬加工技術中，激光切割是與激光焊接相對的一種技術表現(xiàn)形式。在當下，金屬材料加工企業(yè)主要使用聚焦鏡實現(xiàn)激光的聚焦，并在這一基礎上利用經過聚焦之后的激光對金屬工件表面進行照射和切割加工。在進行切割過程中，由于激光經過了聚焦，因而其產生的光輻射強度更高。這一特性就會導致工件表面快速形成接近甚至超過金屬熔點的溫度。在工件表面溫度達到熔點之后，金屬就會發(fā)生局部熔化，并在這一基礎上完成金屬切割。在切割過程中，金屬工件的移動速度需要控制在70 米/分鐘左右。最主要的原因是由于速度過快會導致激光發(fā)生偏移，而移動速度過慢則會造成能源浪費，同時加大安全風險。通過對金屬切割技術的應用范圍進行調查研究發(fā)現(xiàn)，在金屬材料加工工作中，激光切割技術的應用范圍相當廣泛。具體來說，首先，除了極少數(shù)熔點非常高或者化學性質非常不穩(wěn)定的金屬材料外，激光切割技術可以對大多數(shù)金屬材料進行切割。因此，在汽車制造、電子元器件加工等領域，激光切割技術具有比較大的應用價值；其次，由于激光照射會導致金屬工件表面快速產生比較高的溫度，因而激光切割技術能夠對大多數(shù)尺寸的金屬工件進行切割加工。

4 結論

綜上所述，在金屬材料加工工藝中，激光技術是比較先進的加工技術，其應用范圍也比較廣泛。在汽車制造、機械加工等領域中，激光技術都得到了比較廣泛的應用。與傳統(tǒng)的金屬材料切割和焊接技術相比，激光切割與焊接技術不僅加工速度好，而且有比較高的加工質量和加工精度。因此，其在金屬材料加工中具有比較大的應用價值。而在應用激光技術進行金屬材料加工時，主要的技術應用方式包括傳導焊接、深熔焊接和金屬切割三種。在本文所述當中，重點闡述了上述三種激光金屬加工技術的應用方法和應用價值。同時，在研究過程中對不同類型的激光技術在金屬加工中的優(yōu)勢和技術缺陷進行了比較全面的研究和闡述。通過本研究，一方面希望推動激光加工技術得到更加廣泛的應用，另一方面則希望能夠促進激光技術應用水平的進一步提升。