李云龍 李承華

摘 要： 隨著我國科技水平的快速提升，各種類型的工藝技術手段應時而生，激光作為信息時代下的新型加工工藝，有著較高的工作效率與質(zhì)量，產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)率等都有所提升，對于機械加工的進一步優(yōu)化與完善有著重要意義，為整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供充足動力。本文將結合實際情況，對激光切割工藝在機械加工中的有效應用及其今后的發(fā)展趨勢進行詳細分析，以期為今后開展的有關工作提供借鑒與參考。

關鍵詞： 激光切割工藝;機械加工;應用

【中圖分類號】TN249 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.180

與傳統(tǒng)的加工形式相比，激光切割的精確性更高，能夠減少人工操作上的失誤，提高生產(chǎn)效率。目前，激光切割工藝技術在機械制造加工、輕工、電器、電子等領域都有著廣泛應用，應用面較廣。然而，從整體上來看這一工藝還處于發(fā)展階段，具有一定的可發(fā)展空間。因此，聯(lián)系實際分析激光切割工藝在機械加工中的應用與發(fā)展趨勢是十分必要的。

1 激光切割工藝概述

切割工藝已經(jīng)經(jīng)過了半個世紀的發(fā)展歷程，各項技術逐漸走向成熟，然而由于我國在這一方面的研究、起步較晚，在技術應用方面較為落實，無法與西方先進國家相比，需要在今后作出進一步研究。在實際應用的過程中，激光切割采用激光束聚焦成最小直徑可小于0.10mm的光點，使焦點處功率密度超過106W/cm2;這時光束輸入（由光能轉(zhuǎn)換）的熱量遠遠超過被材料反射的熱量，材料很快被加熱至氣化程度，蒸發(fā)形成孔洞;隨著光束與材料相對線性移動，使孔洞連續(xù)形成寬度很窄的切縫，切口寬度一般為0.10～0.20mm。根據(jù)這一技術自身特征來看，主要具有以下優(yōu)勢：（1）精確度高，能夠精準定位0.05mm，重復定位的精確度也能控制在0.02mm左右，切縫窄，且在切割完成以后還能保證平面光滑，不會對原本的工件造成損傷;（2）由于激光加工不需要使用模具，因此可以減少企業(yè)、生產(chǎn)廠家在模具方面的投資，減少換模時間，從而在最大程度上減少加工費用，降低整體的生產(chǎn)成本;（3）激光切割技術能夠?qū)崿F(xiàn)無人現(xiàn)場操作，自動完成切割，減少有害物質(zhì)對人體機能造成的影響，為生產(chǎn)操作人員營造了更為良好的工作環(huán)境[1]。

2 激光切割工藝在機械加工中的應用

基于上述分析，根據(jù)原理、激光器不同，激光切割工藝能夠分為多種類型，在實際應用中需要充分考慮到不同激光切割工藝的特點進行合理應用，保證機械加工質(zhì)量與效率。

（1）金屬材料加工：就目前的激光切割技術的應用情況來看，只停留在薄鋼板材料切割加工方面，傳統(tǒng)厚度較大的鋼板仍然需要傳統(tǒng)技術進行處理。因此，在對金屬材料進行加工時，通常會使用輸出功率2kW、二氧化碳激光器，這種機械能夠切割厚度在8mm以內(nèi)的不銹鋼、12mm厚度以內(nèi)的普碳鋼，且能夠較好的控制精度[2]。隨著賊合一技術的發(fā)展，金屬材料切割將不會受到局限性因素的影響，激光切割技術應用也會更加頻繁，但仍然要注重發(fā)展大幅面、大厚板，這樣才能真正取代傳統(tǒng)的加工方式，提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率。

（2）非金屬材料加工：一般情況下非金屬材料加工大致還可以分為合成材料與有機材料加工等類別。在對這些材料進行加工時，電容傳感器通常是處在關閉的狀態(tài)，降低機械模式測定焦點高度[3]。與金屬材料相比，非金屬材料的吸光性較好，也正是在這一特點的影響下，激光切割技術在這些材料切割中效率往往能進一步提升，主要涉及到的切割技術有模板加工、手工寶石打軸孔等，針對材料不同更是需要選擇不同的氣體，氣壓應盡可能控制在0.5bar，常見的非金屬材料可以按照已有的參數(shù)完成切割加工，比如在加工塑料時，可以選擇功率500W的激光加工方式，切割速度控制在0.5m/min，材料的厚度控制在20mm，切口寬度應在1mm左右，在此基礎上考慮到生產(chǎn)要求與產(chǎn)品標準，適當進行調(diào)整，保證塑料產(chǎn)品能夠滿足實際需求[4]。

3 激光切割技術今后的發(fā)展趨勢

就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，激光切割技術雖然具有較大優(yōu)勢，但普及程度不高，且在部分加工方面加工效果無法達到預期要求。因此在今后發(fā)展的過程中，激光切割技術的應用必將成為一個重要的研究方面，對于我國機械制造業(yè)發(fā)展而言有著重要影響[5]。一方面，激光切割本身就是一種較為先進的切割技術，成本低、精度高，這些優(yōu)勢將會在今后發(fā)展的過程中更為突出，運轉(zhuǎn)速度更快、自由程度更高，能夠滿足多種不同類型的切割需求，機械運轉(zhuǎn)也會更加智能;另一方面，為了滿足一些汽車、航空工業(yè)立體工件切割的實際需求，三維激光切割機也會有所發(fā)展，研制出多種5軸機和6軸機，正向高效率、高精度、多功能和高適應性方向發(fā)展。此外，為了減少特殊材料可能對才操作人員身體健康帶來的影響，并實現(xiàn)無人操作，除了開發(fā)激光切割技術本身以外，機器人開發(fā)也成為重點，為了適應激光切割技術發(fā)展，機器人的成熟度、應用范圍也不斷拓展，加快了激光切割技術在應用與普及進程。

結束語：綜上所述，目前激光切割技術的應用日益廣泛，為機械加工質(zhì)量的全面提升創(chuàng)造了有力條件。在應用的過程中，需要結合加工材料來調(diào)整應用方法，通常都是分為加工金屬材料與非金屬材料兩種，有著精度高、切縫窄的特點與優(yōu)勢，且能夠降低加工費用，但由于這一技術尚未發(fā)展成熟，在實際應用的過程中存在一些不足之處，部分加工時刻激光切割技術難以達到預期效果，自身機械成本較高，為其普及帶來一定阻礙，而隨著科技水平的快速提升，這一技術也會更為完善，加快激光切割技術的推廣與普及。

參考文獻

[1] 趙洪剛，劉彥龍，孫耀星，等.激光切割工藝參數(shù)對切割樟子松切縫效率的影響[J].南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2016，40（6）：203-206.

[2] 馮巧波，趙旺初.304不銹鋼激光切割加工表面質(zhì)量的研究[J].煤炭技術，2017，36（12）：296-298.

[3] 李洪利，劉駿，劉喜旺，等.基于光纖激光切割機的收獲機械產(chǎn)能提升及工藝優(yōu)化[J].拖拉機與農(nóng)用運輸車，2018，45（4）：61-63，66.

[4] 李賀德，李德明，丁志遠.激光切割在工程機械板材件生產(chǎn)中的典型應用[J].金屬加工（熱加工），2017，（4）：21-23.

[5] 付奇奇，董平.論激光加工技術在農(nóng)機制造中的應用及展望[J].科技創(chuàng)新導報，2017，（6）：40-41.