上世紀60年代，在工業生產中出現了“激光”一詞，意思是利用輻射受激得到的加強光。激光加工就是利用激光能夠提供足夠的熱量的特性去熔化或者是氣化任何一種高強度的工程材料，而且加工過程中不接觸，對材料近平零損傷，非常適用于需要微細加工的材料。激光加工技術因其上述的優勢，迅速占領傳統加工的領域，成為現代加工技術不可替代的核心技術之一。
本文主要介紹了激光加工技術的原理，激光的生成及分類，重點敘述激光的加工工藝以其在機械、汽車制造等各個領域的應用及未來的發展。
1 激光加工的原理及特點
1.1 激光的產生
如果有一束頻率為γ的光，在入射的時候遇到很多處于不穩定態的原子是，恰巧γ與(En-E1)/h近乎相等，則不穩定態的原子會發生躍遷，一般是躍遷低能級，躍遷的過程還會產生一束光，整個過程就是受激輻射。
激光的產生屬于受激輻射，所以產生的過程就是有一些不穩定態的低能級的物質，受到某個其他光子的激發，會不斷的吸收光能，使處于不穩態（高級能）的原子或粒子數目大于處于基態（低能級）的原子數目，在這樣的情況下，如果有一束光入射到該物體上，這兩個原子之間的能量之差等于光子的能量，單色光輻射出來，形成很高能量密度的光——激光。
1.2 激光的加工原理
1)光的吸收與能量傳遞。材料將吸收的光能轉變為熱能，隨著溫度的提高，又以熱能的方式傳遞到材料內部中去。在激光的加工過程中，為了提高材料吸收光能的效率，不同的激光波長將會加工反射率不同的材料，有時為了使材料更好的吸收光能，還會對材料做一些特殊處理。2)材料的無損加熱和破壞。材料的加熱就是能量轉化的過程，由激光帶來的光能會以熱傳導的方式，轉化成為熱能，受輻射的材料會不斷的升溫，當溫度達到一定值時，會發生熔化現象，也會伴有濺熔融的情況。
1.3 激光加工的設備
1)激光器就是把電能轉化為光能，產生所需要的激光束；2)激光器電源根據加工工藝要求，為激光器提供所需要的能量；3)光學系統是根據加工要求，用來調節光束的距離、位置和方向。
1.4 激光加工的材料
根據產生的材料種類的不同，激光大致分為固、氣、液和半導體激光。實用的激光材料有紅寶石、釹玻璃等。氣體激光主要用二氧化碳，也有部分是用氬氣。
1.5 激光加工的特點
激光加工技術可以進行微細的加工，光點的理論直徑在1μm以下，功率可達到107W/cm2，所以對于特殊材料的加工都可以利用激光加工。在激光加工的過程中會以合適的距離進行非接觸式加工，對材料無損傷，加工過程中熱變形也很小，操作簡單，工作性能穩定。
2 激光加工的工藝及應用領域
目前，在汽車制造、機械加工等制造業已經將激光加工作為主要的加工技術，主要原因是激光加工的設備裝置簡單、生產效率高、環境污染率低、耗材低。
2.1 激光焊接
激光焊接的焊接實現類似于傳統的焊接方式，但是由于輸出的功率低，所需的光照時間也相對短，焊接速度極為迅速，焊接的材料不會被氧化，受損率低。在汽車生產的過程中，需要將汽車車身的焊接和拼版坯板焊接在一起，利用激光焊接可以單邊焊接并且僅需要5毫米的特點，將傳統的點焊改為激光焊，對材料而言，使用激光焊接，每輛車就可以節省接近40kg的材料；從速度上來講，激光焊接的速度可以達到每分鐘5米以上，同傳統的焊接每分鐘0.5米相比，之間相差10倍左右。激光焊接不僅僅適用于機械行業的焊接，也經常用于焊接金屬與非金屬材料，如陶瓷的焊接。
2.2 激光切割
激光切割是指利用光能的熱量對工件進行切割，在切割的過程中，需要工件與激光束相對移動，不過，在生產的過程中，由于激光加工設備移動不方便，往往是靠移動加工工件完成切割過程。在機械加工行業中，經常要對面積大、厚度大的鋼板進行切割加工，傳統的切割技術如等離子切割，精度誤差在0.1厘米左右，斷面不光滑，經常要對切割后的鋼板進行打磨，與之相比的激光切割技術精度誤差可以保證在0.01厘米左右，斷面非常光滑，可以不打磨直接進行激光焊接。目前，CO2激光切割已經廣泛使用于切割鋼板、鈦板、陶瓷等材料，使用效果都很好。
2.3 激光打孔
激光打孔使用于微小的孔，往往需要打孔的材料都是強度硬度較高，或者是材料較脆較軟，即難加工的材料都適合用激光進行打孔，如鐘表行業的寶石軸承孔直徑是0.12～0.18mm，深0.6～1.2mm，采用激光打孔，每分鐘可連續加工幾十個工件。目前，一種新的激光打孔技術逐漸走入加工者的視野，即把超聲振動的作用和激光加工復合起來，使輸出的激光脈沖尖峰變成波峰穩定且高低有序的脈沖。這樣的打孔方式可以使加大打孔的深度，提高孔壁的光滑度，打孔的效果倍增。
2.4 激光打標
根據機械產品的需要，在出廠之前都需要在產品的每個部位做標記，包括條形碼、序列號、出廠日期、生產廠家等信息，傳統的打標方式是利用氣功打標機，但是氣動打標機打出的字不夠清楚，打標的速度緩慢，噪音污染嚴重，目前，各個廠家都已經使用激光打標。激光打標的過程中，同零件無接觸，不存在力的作用，因此間接的保證了零件的加工精度與表面的光滑度；打標字尺寸控制得到，可根據需要進行調節，適合一些需要進行表面特殊加工的零件。
3 結論
激光加工作為上世紀新興的加工技術，已經逐漸應用到各行各業中，隨著技術的革新，激光加工技術也在不斷的進步，如使用半導體激光器進行光束變換，利用光纖激光作為新型激光器結構，就目前的激光加工形勢而言，未來激光加工會為各個行業的生產加工做出巨大的貢獻。
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本文標題：激光加工技術的應用與發展
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