激光加工技术在工程机械制造中技术优势及实际应用

激光加工技术在工程机械制造中技术优势及实际应用

发表时间：2019-09-09T15:56:21.890Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：高伟奇

[导读] 摘要：工程机械制造业在当今中国迅速发展，在国际上也有相当大的发展前景。

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摘要：工程机械制造业在当今中国迅速发展，在国际上也有相当大的发展前景。而我国的工程机械制造业在世界上已经崭露头角，为了进一步巩固我国工程机械制造强国的地位，我们也应当对使用的技术进行改良。所以，将激光加工技术应用于工程机械制造中势在必行，这能够有效的提高工程机械制造的精度和质量，而且拥有很好的应用前景。

关键词：激光加工技术；工程机械；原理及优势；应用

1 激光加工技术的基本原理和技术优势

激光加工技术是一项运用了光学、机械、电学等综合、先进的加工技术，是21世纪的万能加工工具。激光加工技术的发展大大推进了整个机械制造业的迅速发展，那么将激光加工技术应用于工程机械制造领域，依靠的基本原理和技术优势又有哪些，接下来我们就激光加工技术的基本原理和技术优势进行研究。

1.1基本原理

激光实质就是原子在电流等能量的撞击作用下射出的、携带一定能量的、集中朝向某个方向的光子术，光子与原子连锁反应将会产生极高的能量。这种包含着极高能量的激光束照射到工件的表面，在计算机数控的技术下，组成具有机械加工性能的自动化加工设备，以激光的高能，对金属或非金属材料进行切割、焊接、打孔等，具有很高的加工精度的工程机械制造。激光加工技术已经成为当前机械制造行业的关键技术。

1.2技术优势

激光加工技术是目前最先进的加工技术。它主要使用高效激光雕刻和切割材料。主要设备包括电脑和激光切割机。激光加工技术被广泛使用，加工对象包括几乎所有的金属材料和非金属材料；适合于精密加工，精确细致；激光加工技术操作简单，加工速度快，加工周期短；激光加工技术安全可靠，不会对材料造成机械压力；激光加工技术成本低廉，不需要大的模具；另外激光切割的切割缝隙小，切割面光滑，而且热变形性小；激光加工技术使用计算机编程来最大限度地节省材料。激光加工技术非常适合新产品的开发，非常快速的获得新产品。传统的加工方法已经落后于现在的发展潮流，激光加工技术具有相当多的优点，激光加工技术的应用前景十分广泛。

2 激光加工技术在工程机械制造中的应用

2.1激光切割技术在工程机械制造中的应用

激光切割技术使用高能量、高密度的激光束照射工件，这样一来照射温度急剧增加。在材料蒸发后，蒸汽迅速排出或熔化，然后在辅助气体的作用下排出。材料和炉渣形成间隙。从20世纪70年代开始，激光切割技术已成为工业材料切割突出的加工方法，当然激光器和数控技术更是不断改进和发展。不同的材料具有不同的切割技术和方法。这种激光设备在切割时使用的激光束可以聚焦成很小的光点，可以使激光切割机达到很高的使用功率，因此，它的切割速度很快、精度很高，也可以保证工件不会出现变形的情况。另外，这是一种采用热切割技术作为切割进程，在切割的时候受影响的区域很小，不会出现大范围的影响，可以对一些非金属进行加工，当然这也是其它激光切割机设备所不能做到的地方。最后它具有很高的能量，可以自由控制其密度的变化，也可以进行局部操作。在汽车工业中，使用激光三维切割代替冲压和修边模具来生产车身面板，这样一来，新车开发出来，可以很快的投入生产，汽车的生产时间也可以大大缩短；在工程机械行业，激光切割已经成为日本的标准工艺，大大提高了新产品的开发速度，提高了产品质量，增强了企业的竞争力。中国三一集团还强烈敦促所有子公司使用激光，并使用激光重复使用离子，统一采购。另外徐工和山推也大力提倡推行激光切割技术。在航空航天工业中，激光切割零件包括钛合金皮、钛合金薄壁机、发动机火焰筒、飞机架等。总之，从全球范围来看，大幅面激光切割机已成为重工业企业的新选择。

2.2激光焊接技术在工程机械制造中的应用

激光焊接技术除激光切割技术外，激光加工技术也在工程机械制造中被广泛应用。激光焊接是一种焊接方法，其中加热工件使用类似激光的高能束作为热源，使材料熔化，以实现连接。激光焊接有时需要填充金属，是一种非接触式的焊接技术。根据材料的不同，使用相应的保护气体来防止熔池氧化。与传统的电弧焊相比，激光焊接技术是一种应用便捷，简单可靠，适应性强并且功能众多的精密焊接方法。在建筑机械中，激光焊接用于提高焊接强度。在减少焊接变形和焊接修正过程中，改善外观结构设计方面具有一定的优势和广阔的应用前景。在航空领域中，飞机的机身重量大大减轻，成本也降低25％左右，这就是应用了激光焊接铝合金取代传统的铆接工艺的技术。激光焊接在空中客车A318、A380和其他型号上的成功应用被誉为航空业的一项重大技术革命。中国巩水力团队突破了轻合金激光焊接关键技术，实现了大型薄壁结构T型接头双梁双面同步焊接，双梁激光填充复合焊接装置自主研发成功适用于某台机器。在肋板关键结构构件的焊接制造中，它在中国新飞机的发展中起着重要作用。在汽车工业中，激光焊接技术极大的有助于提高车身强度。由于激光焊接技术具有深度比大、热输入小的优点，汽车零部件在拼接过程中可以完美结合，实现功能与形状的完美结合。这一优势使得当前的工程机械，例如推土机和叉车，使用激光焊接技术以实现完美的焊接状态。借鉴汽车设计和制造的经验，工程机械产品的设计和制造将成为新技术的新趋势。

2.3激光钻孔技术在工程机械制造中的应用

激光钻孔技术是一项多功能的技术，它已成为工业机械制造领域的关键技术之一。工业发达国家已大规模的将激光钻孔技术应用于激光深微孔、汽车制造、航空航天、电子仪表等行业。在中国比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石的生产上，并在飞机叶片、手表以及宝石轴承的制造上大量应用。激光钻孔进展向多样化，高速和更小的孔。例如，将50000个孔的直径为在飞机的机翼0.064mm可大大减少空气流至飞行器的电阻；高压水清洗环境多种多样，常常需要为特殊的清洗环境重新设计喷嘴，灵活多变的激光打孔正好可以满足这种需求；汽车工业的燃油过滤器的厚度为0.95mm，采用激光打孔，速度可达120孔/s。在燃油出口面没有凸起部分，也没有赃物，目前对于这类质量零件还没有其他的加工方法可以做到。

2.4激光熔覆技术在工程机械制造中的应用

激光熔覆的结构是一种新的表面改性技术进行再制造，其具有不可替代的优势，并且远远好过其它的处理技术，主要采用5~10kW的