激光加工材料

激光加工材料

加工金属材料时最常用的操作是钻孔、切割、焊接和淬火。激光的引进让加工的强度、质量以及范围等都有了一个提升，现在激光除对金属材料进行加工之外，还能对许多非金属材料进行加工。

我国传统的机械钻孔机是电动钻孔机或冲床，它们一度在钻孔方面发挥了重要的作用，但是机械钻孔的效率非常低，而且钻出的孔洞表面特别不光洁，激光钻孔机弥补了机械钻孔机的这种缺陷。

激光钻孔机

激光钻孔的原理是如何实现的呢？原来它是利用激光束聚集温度，从而使金属表面的温度迅速上升，这种升温的速度可达到每秒100万℃。巨大的热量集中在金属的某一点上，便会将金属烧熔直至汽化，一个个光洁整齐的小孔就这样留下来。激光钻孔与加工材料的硬度和脆性没有什么关系，激光材料可以对任何加工材料进行操作，激光钻孔的钻孔速度非常快，它可以在几千分之一秒乃至几百万分之一秒内钻出小孔，这是任何其他钻孔技术达不到的。

连人眼都难以察觉出来的微孔是如何钻出来的呢？用电动钻孔机很显然不能完成这个任务，但是用激光钻孔机却能在1～2秒钟内将这个任务全部完成。如果你用放大镜对这些微孔进行观察，你会发现微孔的表面十分光洁，这就让机械制造的精确度得到了提高。

由于激光钻孔具有精确性和光洁性，所以工业上加工手表钻石常用到激光钻孔。激光钻孔钻20～30个孔只需花1秒钟，这比机械加工的效率高了几百倍，并且激光钻孔加工的质量也比机械钻孔加工的质量高。激光操作还可以自动化连续地进行，在超净和真空的特殊环境中也能正常地发挥作用，因此激光操作受到了生产厂家的青睐。

现在工业上切割金属材料全部使用激光：只要移动工件或者移动激光束，钻出的孔洞便会连接成线，材料就这样被切割下来。激光可以对任何材料进行切割，如钢板、钛板、陶瓷、石英、橡胶、塑料、皮革、化纤、木材等。激光可以将它们平整准确地切割下来，而且切割的边缘也很光洁，与传统的切割技术不同，这是科学技术的一大进步。

激光切割机

激光焊接的效率非常高，而且具有很高的功率密度。功率密度高指的是在每平方厘米的面积上能集中较高的能量。激光的功率密度到底有多高呢？我们通过一个比较可以知道答案：工厂里进行焊接时通常使用乙炔火焰，乙炔火焰能将两块钢板焊接在一起，乙炔火焰的功率密度为1000瓦/平方厘米；氩弧焊设备的功率密度比乙炔火焰的功率密度要高，它可以达到10000瓦/平方厘米，然而这两种焊接火焰还是不能与激光相比，激光的功率密度比它们的功率密度高出千万倍。正是由于激光具有这样高的功率密度，所以它不仅可以焊接普通金属材料，还可以焊接脆弱的陶瓷，难怪现在工业上普遍采用激光进行焊接，这样既可节省时间还可扩大焊接面。

激光淬火与传统的淬火方式有所不同，它是用激光扫描刀具或零件上需要淬火的部位，然后让扫描区域的温度迅速升高，其他部位的温度则不会产生变化。由于金属具有快速的散热性，所以当激光束扫过之后，此部位的温度便会迅速下降。随着温度的下降，金属也就迅速变硬，这样就取得了与普通淬火不同的效果。