蔡骐远

（武汉市第一中学 湖北 武汉 430000）

激光技术在材料加工中的应用研究

蔡骐远

（武汉市第一中学 湖北 武汉 430000）

激光加工技术的特点是效率高、无接触、方便特殊加工。随着激光加工技术的进步，人们对激光加工工艺的自动化程度以及加工效率提出了越来越高的要求。通过大量事实可证明，在工业领域，激光技术的应用将会变得越来越广泛，因而对该技术的研究的前景是非常广阔的。本文对激光技术在材料加工领域中的应用进行了相关研究。

激光技术；材料加工

1 引言

在科学技术飞速发展的今天，工业制造对高精度金属材料的要求越来越高，而激光技术能够提供为高精度的金属材料加工提供技术支持。激光加工技术作为一种材料加工技术，已经逐渐被广泛应用于工业生产制造领域。

2 激光加工技术的特点和应用现状

在上个世纪，激光可谓是人类较为先进的发明之一，它是一种高新技术。激光是科学技术发展的重要标志，激光大大促进了光电子产业的发展。在21世纪，激光技术进一步得到广泛应用，并且对人们的生活和工作产生了较大的影响。激光技术从本质上来讲，是把光、机、电融合在一起的一种技术，该技术属于先进制造技术，在航空、电子、机械制造等领域的应用非常广泛。激光技术在生产实践中能够提高产品质量、降低材料损害，激光技术在绿色环保方面的作用非常明显。

跟常见的热加工技术比较而言，激光加工技术的主要特征包括以下几个方面：第一，激光加工无需接触就可以加工。激光的能量大小和移动速度可以调节，从而进行多样化的加工。第二，激光的可加工范围广泛。不管是对于金属材料加工，还是对于非金属材料加工，其优势都是比较明显的。激光在高硬度材料和高脆性材料中能够发挥其优势。第三，在激光加工过程中，不会出现刀具磨损的现象，这是因为没有切削力作用于工件上。第四，激光加工过程中的激光能量密度较高，加工的效率高，由于激光加工普遍应用于局部加工，因而其对工件非加工表面的影响是极小的，不仅如此，加工过程中的热影响小、工件不容易发生热变形。第五，生产效率高，加工的质量比一般的加工技术的精度和质量要高一些，因此使用激光技术应用于激光材料加工中，可以达到较好的经济效益。

3 激光技术在材料加工领域中的主要应用

3.1 激光打孔和切割

激光通过聚焦作用，可以增加能量，在短时间之内可使绝大多数固体材料熔化。事实上，激光在发明之后，首先是在宝石加工中使用较多。当前，激光已经被大量应用于材料的孔加工以及材料切割加工过程中。激光技术在多种材料的孔加工中得到了广泛的应用。

3.2 激光焊接

通过激光焊接跟常见的焊接方法对比，可发现激光焊接具有一系列的优势。比如，能量具有高密度特质，能够实现熔点很高的金属焊接。激光焊接不仅加热速度快，而且热变形极小。激光焊接可跟计算机终端连接起来，从而实现智能控制。在工业生产中，激光焊接的应用范围非常广泛。

3.3 激光表面改性技术

该项技术将激光表面相变硬化、激光冲击强化等多项技术融合在一起。通过这些技术的融合，可使加工零件不管是在机械性能上，还是物理化学性能上，都要比普通的加工技术更胜一筹。

3.4 激光刻蚀、铣削与毛化

在微电子行业，激光刻蚀的应用是较为广泛的。激光刻蚀技术不仅在半导体器件加工中有应用，而且在芯片加工中也有涉及。该加工工艺的原理是，通过激光的高密度能量，通过对硬脆难加工材料进行加工处理，比如铣削加工等。另外，激光脉冲在轧辊轧制中也有一定的广泛应用。在汽车薄板中，这种激光加工得到的产品具有油漆牢固的特质。

3.5 激光新材料制备技术

这种技术用于新材料加工领域中比较多。该技术主要是把激光物理气相沉积、激光化学气相沉积、激光诱导固相反应沉积等方法融合在一起，从而实现新材料的制备。激光物理气相沉积简称LPVD，它的主要原理是使用蒸发机理制备金属膜或者非金属膜，其中制备金属膜主要应用于熔点较高的金属膜制备。激光化学气相沉积是一种沉积成膜的方法，该方法主要是利用激光局部高温的特点，促进高能诱导化学反应的发生。激光诱导化学镀跟常见的化学镀比较而言，它的主要优势是化学镀沉积速度非常快，镀层也非常平整。激光诱导化学镀的原理是通过激光在局部获得高温，进而使激光照射区溶液温度迅速升高，将金属离子分离出去。在后续流程中，基板表面吸附能力增加，使沉积工作更容易开展。

3.6 激光标记

在我们日常的生活用品生产中，激光标记的应用范围非常广阔的。随着人们对产品美观要求的提高，激光标记在日常生活用品生产中的应用也越来越广泛。激光标记的主要原理是，使用高能量的激光束，对工件表面进行扫描处理，从而使加工材料表面发生一些物理反应或者化学反应，最终在工件表面获得图案。激光标记的主要特征是，无需跟加工零件有接触，可使用计算机进行智能控制，因而加工效率极高。另外，激光标记这种加工工艺非常精细化，得到的产品的使用寿命较长，防伪效果非常显著。

4 结语

综上所述，激光加工技术在先进加工技术中的竞争优势是非常明显的。然而，不管是何种加工技术，不仅具有优势，也是有劣势的。在材料加工中，我们需要不断地利用好激光加工的优势，不断地探索与实践，这样才能使激光技术在材料加工领域充分发挥作用。

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O414.12 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）01-0006-02