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关闭窗口 1 国内外简况
激光加工产业每年以20%的速度增长，激光加工成为21世纪不可缺少和替代的重要加工技术。激光加工业除了广泛用于企业生产线上的在线加工外，成立激光加工中心(LASER JOB SHOP)专门对外实施产品零部件的加工业务，在国外已经非常普及。据不完全统计，全世界现拥有各种激光加工机4万多台，主要应用于汽车、电子、电器、航空、航天、机械、冶金、能源、交通等部门。激光加工服务业约有6000家激光加工中心，其中对外加工的激光加工中心在美国有1800家，从业人员约7.52万人，年收入75亿美元。欧洲约900家，日本约1500家。在中国台湾有200家。
我国已有200多家激光加工中心，其中从事缸体、缸套激光热处理的约占50%，从事激光切割的约占30%，其它为激光焊接、打孔、标刻等。
汽车工业是激光加工的主要应用领域之一，全世界汽车工业拥有激光加工机9000多台，主要用于板材切割和焊接，发动机缸体、缸套、曲轴、齿轮、凸轮轴、排气阀、阀座、杯状挺杆等部件的激光强化处理。美国通用、福特汽车公司，德国大众、奔驰、宝马汽车公司，意大利菲亚特汽车公司，日本丰田、五十铃、日产、大发、三菱等汽车公司均大量采用激光加工技术。60%以上的汽车配件可采用激光加工，市场前景广阔。
在国内，激光加工技术在汽车工业和其它制造业中初步得到了应用。例如，我国长春第一汽车制造厂激光切割16种红旗轿车的覆盖件，并拥有8条CA141解放牌汽车发动机缸体激光热处理生产线。南昌汽车多联齿轮激光焊接生产线年产量20万件。河南等地，建成了20多条缸套激光淬火生产线，年产激光缸套150万只。深圳金刚石锯片焊接生产线，年产量18万片。华源山拖盘式制动器制动盘激光淬火工艺。中国南方航空动力机械公司引进美国激光切割机，切割航空发动机部件。
2 加工特点和应用
激光加工技术按应用可分为:激光切割、激光焊接、激光打孔、激光热处理。激光热处理主要包括激光表面相变硬化(激光淬火)和激光退火，激光表面合金化和激光表面涂覆，激光标刻等。
激光切割：激光切割是一种高能量密度可控性好的无接触加工，具有切速快、切缝窄、切口光洁度高、变形微、热影响区小、效率高等特点，其次，激光束对工件不施加任何力，它是无接触切割工具，这就意味着工件无机械变形，无刀具磨损，也谈不上刀具的替换问题；切割材料无需考虑它的硬度，即激光切割能力不受被切材料硬度影响，任何硬度的材料都可切割；再次，激光束可控性强，并有高的适应性和柔性，因而与自动化装备相结合很方便，容易实现切割过程自动化，具有无限的仿形切割能力；与计算机结合，可整张板排料，节省材料。特点是，激光切割的深宽比对金属材料可达20：1左右，对非金属材料可达100：1以上。激光切割可进行高难度、复杂形状的自动化切割加工，既节省了模具、又无须划线，不用刚性夹具，其加工精度高、重复性好，适应多品种、小批量生产的需要。
激光切割适用材料范围：激光切割可以切割各种金属材料和非金属材料，金属材料的激光切割碳钢，不锈钢，合金钢，铝及合金。有机材料一塑料(聚合物)，橡胶，木材。无机材料一石英，玻璃，陶瓷，石头。其它材料的激光切割硬质合金。采用强化工艺参数激光切割钢结硬质合金可获得满意结果。激光切割不仅没有降低原有材料的硬度，而且在切边还形成一层比基体硬度高的特殊硬化层。
在汽车样车和小批量生产中大量使用二维激光束切割机，对普通铝、不锈钢等薄板、带材的切割加工，其切割速度已达10m/min，不仅大大缩短了生产准备周期，并使车间生产实现了柔性化。由于它的加工效率高，比机械加工方式的加工费用减少了50%。
激光焊接：激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺，激光用于车身面板的焊接可将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起，然后再进行冲压。这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。激光焊接的速度约为4.5m/min，而且很少变形，省去了二次加工。激光焊接加快了用冲压零件代替锻造零件的过程。采用激光焊接，可以减少焊接宽度和一些加强部件，还可以压缩车身结构件本身的体积。仅此一项，车身的重量可减少约50kg。激光焊接用于车顶外壳与框架焊接，转换器盖板的焊接，由CNC控制，其循环时间约为16sec，实际焊接时间仅为3sec，一天可连续运行24h。
激光打孔：激光打孔特别适合于加工微细深孔，最小孔径只有几微米，孔深与孔径之比可大于50。激光打孔既适合于金属材料，也适用于硬质非金属材料，既能加工圆孔，又能加工各种异形孔。
激光热处理：激光热处理主要包括激光表面相变硬化(激光淬火)和激光退火；激光表面合金化和激光表而涂覆，非晶态处理和晶粒细化处理等。工件的变形量极小，表面光洁，无氧化皮产生。激光淬火后可获得极细的马氏体晶粒，其硬度要比常规淬火后的硬度提高15%一20%，硬化层深度一般约lmm，心部仍保持原始组织。所以经激光热处理的工件表面层硬度高，耐磨性好，心部硬度低，韧性好，疲劳强度一般可提高30%一50%。
激光表面合金化：激光表面合金化是将外加的合金元素熔化在工件表面的薄层内，形成具有特殊性能的合金化层，从而改变工件表面层的化学成分，以提高工件表而的耐磨损、耐腐蚀和抗高温氧化等性能，达到材料局部表面改性的目的。
激光表而涂覆：用激光使工件受损部位熔化，熔进与原材料相同的材料使其修复，或是应用激光作用于材料，使材料表面薄层熔化，同时在固液两态间保持极高的温度梯度，在急冷条件下，使工件表而形成晶化或微晶化金属材料，有极为优异的电磁、化学、机械性能。
3 结论
随着大功率激光器的出现，在汽车样车和小批量生产中大量使用二维激光束切割机，激光表面处理焊接技术在汽车的发动机阀座、车顶外壳与框架等零部件的制造中得到了广泛的应用。在汽车零部件的生产中，如缸套、曲轴、活塞环和齿轮等的热处理后，不必再进行后处理，可直接送到装配线安装。另外，随着汽车工业更新换代的加快，汽车模具制造的速度显得特别重要，激光加工、计算机数控与柔性制造技术相结合，在汽车模具的制造中得到了广泛的应用。激光快速成型制造技术，激光切割、激光表面处理、激光热处理的工艺技术，使原来制作模具周期大大缩短，满足了汽车快速改型的需要。
激光加工制造技术是国家“十五”发展规划和新世纪内要集中力量重点突破的五大技术(其它四项为信息、生物、新材料和航天航空)之一。采用先进技术对传统产业进行改造和提高，使工业经济山粗放型、维持型向精细型、效益型转变，激光加工技术的推广应用，可以迅速提高我们的加工工业技术水平，缩小与发达国家的差距。国外发达国家已经成熟地利用激光加工技术作为先进加工手段用于先进装备的制造，不仅提高了产品质量，同时大大缩短了产品制造周期，并改善工作环境和降低劳动强度。
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