试论金属材料加工工艺中激光技术的应用

时间:2017-01-19 编辑:张莉 手机版

  在新时期背景下,激光技术在金属材料加工工艺中的科学运用是一项极其系统的工程,以下是小编搜集整理的一篇探究激光技术应用的论文范文,欢迎阅读参考。

  摘 要:激光技术的研究、应用推广能够充分体现出一个国家的现代化程度。该技术主要是通过高效利用中激光束、物质相互作用的特性,来对材料实行焊接、表面处理以及微加工等工序。就现阶段来看,该技术已经在汽车、机械制造等部门得到了相对普遍的推广,并在提升产品质量、控制材料消耗上发挥着积极的促进作用。

  关键词:金属材料 加工工艺 激光技术 应用分析

  近年来,在社会快速发展带动下,激光技术的应用、推广范围也在逐步拓展,并逐渐向工业、科研等诸多领域进行渗透,并在很多行业都拥有着较高的应用发展优势,尤其是金属材料加工中的应用,逐渐成为了该行业不可或缺的发展因素。但就目前来看,该技术虽然在很多领域都得到了广泛推广,但由于种种因素的制约,该技术在材料加工领域的应用价值还未得到充分发挥,还有待进一步挖掘。

  1 金属材料加工工艺中激光技术的应用探究

  1.1 激光切割

  切割不仅是一项十分关键的激光加工工艺,同时也是材料加工行业生产、发展中至关重要的一项应用技术。就目前来看,激光切割通常都应用于薄板材料加工,如,电梯控制板、木模板等,但在金属材料加工方面的应用还有待进一步优化,也是该技术未来的主要发展方向[1]。

  现阶段,丰田、福特等世界知名的汽车公司就将激光切割技术推广到了汽车组装生产线上。相比于其他切割技术来讲,该技术能够在最小基本面板内,对不同规格、精度的零件进行加工,且不受金属摸的限制,还能够获得理想的加工效果。此外,激光切割技术在各类不锈钢工件的切割加工中也得到了广泛应用,而且不论是在加工质量,还是数量上都能够呈现出良好的发展趋势。

  1.2 激光打孔

  激光打孔是一项比较传统,且较为实用的激光材料加工技术,相比于其他技术,这种加工技术不仅具有较高的精度和效益等特点,也在应用发展中逐渐成为了该行业的至关重要的技术元素。在20世纪末,激光打孔技术得到了飞速发展,并逐渐呈现出了较为显著的多元化发展趋势,而随着相关技术、工艺的不断更新完善,随着孔径的逐渐缩小,性能也随之不断提升。在我国,该技术的发展历史也相对较长,最早用于20世纪60年代的钟表制造行业,并取得了一定的应用发展成就,但相比于诸多国外发达国家来讲,我国对此项技术的应用、研发还存在着较大差距。当前,很多发达国家将激光打孔技术科学、广泛地应用到了医药、飞机制造以及食品加工等领域,并为其带来了相对较大的精神、物质财富[2]。

  1.3 激光打标

  激光打标技术作为一项应用性较强的相关材料加工技术,主要是通过较高的能量与密度的激光,来对局部的工部件进行照射,并对汽化、液化等化学反应进行科学利用,以此来将相关标识永久性地留在工部件的表面。就目前来看,该技术在金属制造行业领域的应用最广泛,如,刃具、轴承等金属制品的打印标记对激光达标技术的依赖性都很强。同时,该技术也能够在不影响晶体性能的基础上,实现看似无法完成标记打印。另外,在社会科技快速发展背景下,一些大理石、陶瓷等非金属制品的达标也可以采用激光打标技术来进行,而随着近几年,激光系统的不断优化,也在某种程度上拓展了标记深度,也进一步提升了标记质量。并且,作为一种较为新颖、先进的产品防伪手段,激光打标技术的应用发展也得到了社会各界的广泛重视。

  1.4 激光焊接与表面热处理

  首先,对于激光焊接技术的应用发展来讲,结合服务对象、使用器件的不同,激光焊接主要可分为深熔焊、传导焊两种类型机制,前者主要应用于机械制造领域,而后者则在电子电气行业应用比较广泛。

  就目前的发展现状来看,该技术已经在汽车行业得到了深层次的渗透,也为行业发展提供了重要的技术支持。具体来讲,这种应用主要在两方面有显著的体现:一方面是在传动焊接上[3]。当前,此项技术能够适应汽车传动系统大部分零件焊接需求,而相比于其他传统的焊接技术来讲,激光焊接既可以对零件的使用寿命进行有效延长,也能够大幅度降低零件的应用成本,进而将其独特的应用价值充分体现出来。另一方面,是在焊接组合件上。具体来讲,主要就是将原本分散的平板工件焊接、冲压成一个整体,这样不仅能够有效减少工件数量,也能够促进其部件性能的不断增强,并在降低车体重量的同时,使汽车的整体性能得到不断优化。

  其次,对激光表面热处理来讲。一方面,受到激光表面硬化影响,马氏体的量会随之不断增加,而在不断提升零部件疲劳强度的基础上,也能够进一步提升其耐磨性能。现阶段,激光表面硬化已经在汽车曲轴、凸轮轴等物件制造中得到了广泛应用,而就实际应用效果来讲,其不仅可以有效延长零部件使用寿命,也能够大幅度降低物件制造成本;另一方面是激光合金化与熔覆,其能够大幅度提升加工材料的抗腐蚀、耐磨性能。

  2 激光技术在金属加工工艺中的应用前景

  针对激光技术的应用现状来看,可以从以下几方面来加强该技术在金属材料加工工艺中的应用。

  首先,应对激光工作参数进行不断完善,优化加工作业数据库。在实际应用中,相关工作人员都知道,激光照射具有相对较高的可控性,不论是在激光照射时间,还是范围、强度方面,都能够实行科学、高效的人为干预,也正是由于其具备这种特性,激光加工充分体现出了鲜明的多元化特征。因此,为了将激光加工优势充分发挥出来,相关工作人员可以针对灵活多样的加工方式、对象,建立一套与之相适应的、科学完善的工作参数,从而为激光加工提供更可靠的标准。同时,还应建立完善的加工作业数据库,并以此来促进激光加工质量、效率的不断提升[4]。

  其次,积极推广激光多工位分时综合加工。从理论层面来讲,即使是同一束光源也能够进行综合性的加工处理,其主要是因为该激光源可以对激光照射时间、能量密度进行自主控制。而在此基础上,不同工位上分时可以通过对不同方式进行可续整合来进行加工,这样激光切割、焊接和表面处理等工序便能够由一台设备来进行,从而获得良好的综合加工效果。由此可见,其综合加工模式的大力推广,已经逐渐成为了加工技术未来发展的必然趋势[5]。

  再者,积极实现自动化、无人化的激光加工。在实际应用过程中,为了最大限度地节省人力消耗,促进其加工效率的不断提升,应积极推动激光加工技术向自动化、无人化方向发展。而就目前来看,激光技术要想在此方面获得突破性发展,就必须要拥有强大的网络、自动控制技术,以及计算机生产辅助管理技术来为其突破性发展提供有力保障。为此,应对相关技术配套设施建设进行不断完善,从真正实现激光加工自动化、无人化,也进一步提升激光技术在金属材料加工工艺中的应用水平。

  3 结语

  总之,在新时期背景下,激光技术在金属材料加工工艺中的科学运用是一项极其系统的工程。为了不断增强其工程的时效性,必须要加强该技术的应用研究。不仅要对激光技术在该领域的应用现状进行全面分析,还要积极探究该技术的应用路径,只有这样才能够将该技术的功效充分发挥出来,并进一步拓宽其应用前景,才有助于推动金属材料加工事业的快速、健康发展。

  参考文献

  [1] 黄翔,徐君,张永良,等.金属材料加工工艺中激光技术应用分析[J].城市建设理论研究:电子版,2014(23):2130-2131.

  [2] 樊熊.金属材料加工工艺中激光技术应用分析[J].企业技术开发(下半月),2013,32(10):23-24.

  [3] 田延龙.激光技术在金属材料加工工艺中的应用探析[J].科技创新与应用,2013(10):25.

  [4] 马范军.“金属材料成型加工工艺”课程教学浅析[J].教师,2012(32):48.

  [5] 陈海彬,何伟锋,孙振忠,等.泡沫金属材料的特种加工工艺[J].现代制造工程,2011(3):66-68.

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