激光在機(jī)械加工中的應(yīng)用

    近年來，工業(yè)激光器已成為國外機(jī)械加工業(yè)中的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于切割、鉆孔、韓饑餓和熱處理等工序。采用激光加工不僅容易實(shí)現(xiàn)自動化，而且具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
    選用激光器通常要根據(jù)被加工材料的性質(zhì)而定，因?yàn)椴煌�的材料適宜吸收不同波長的激光束。如金屬材料一般容易吸收波長為1.06μm的激光束，而塑料與陶瓷的復(fù)合物則容易吸收波長為10.6μm的激光束。目前常用的激光器主要有兩種，一種是二氧化碳激光起，另一種是固態(tài)釹-釔鋁石榴石激光器。
    二氧化碳激光器是目前使用最廣泛的激光器，其輸出功率為50~1500W，激光束的波長為10.6μm，主要用于切割、鉆孔和焊接。采用激光切割可在每分鐘7.5m左右的速度下進(jìn)行，切割寬度僅0.1~0.3mm,這樣，就可以將切割的“熱影響區(qū)”減至最小，而且被切割出輪廓清楚，無毛刺。由于激光鉆孔速度快，因而可解決在易破裂的陶瓷上鉆孔的難題，如在厚0.6mm的陶瓷上鉆直徑1.3mm的空每次僅需0.3S。有的國家已用二氧化碳激光器代替電子束焊接設(shè)備，使用激光焊接可不必像電子束那樣須在真空中進(jìn)行，因而可簡化工序和降低成本。
    固態(tài)釹-釔鋁石榴石激光進(jìn)入工業(yè)性應(yīng)用的時間還比較短，其輸出功率為10~400W,激光束波長為1.06μm,容易被金屬材料吸收，目前常用于低功率精密鉆孔和電子工業(yè)中的封焊加工和點(diǎn)焊。
    日本日產(chǎn)汽車公司利用激光處理鋼板表面以提高油漆光澤度已獲成功。這種方法是在對薄鋼板進(jìn)行噴漆前，用激光束進(jìn)行表面蝕刻加工，是鋼板表面形成無數(shù)直徑和深度均勻的極微小的空，然后再進(jìn)行噴漆處理。這樣不僅提高了光澤度，而且油漆不容易脫落。德國大眾汽車采用激光和機(jī)器人組合系統(tǒng)，加工汽車儀表盤殼體，使用功率為400W的二氧化碳激光起，每年可節(jié)約加工費(fèi)用60萬美元。德國另一家汽車公司采用二氧化碳激光器焊接鍍鋅鋼板，利用機(jī)械可視系統(tǒng)監(jiān)視焊接過程，大大提高了生產(chǎn)效率。美國通用車汽車公司采用功率1000W的二氧化碳激光器切割進(jìn)排氣管，不僅提高了30%的功效，而且切割質(zhì)量好。福特汽車公司采用了1500W的二氧化碳激光器切割聚氯乙烯復(fù)合材料，效率高，還可自動化操作。意大利菲亞特汽車公司在生產(chǎn)線上安裝了激光-機(jī)器人組合系統(tǒng)，不僅節(jié)省了勞動力，也加快了生產(chǎn)進(jìn)程。
    俄羅斯也將激光用于機(jī)械加工業(yè)。一家工廠用激光器對牽引機(jī)車用的發(fā)動機(jī)氣缸體進(jìn)行淬火取得成功。激光器可在一秒鐘內(nèi)將被處理表面加熱到1000℃，迅速進(jìn)行淬火，完全避免了加工部位的變形，并使部件表面耐磨性提高了50%。
    由于激光加工的許多優(yōu)點(diǎn)，一些國家還大力發(fā)展新型的激光加工機(jī)床，如日本和美國都制造了激光機(jī)床。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。