摘要：工程机械制造业在当今世界，特别是在我国的支柱产业中发挥着重要作用。随着全球经济的快速发展，机械制造业的发展前景和潜力十分巨大。为了在世界上赢得一席之地，国内相关企业应该注重产品的高质量，要想实现机械强国梦就必须自主创新。然而，目前国内的科技水平还与发达国家有着一定差距。改革创新面临的主要问题是技术创新，其中包括激光加工技术，这是国际公认的更先进的技术手段。如果这项技术能够得到改进和完善，就不会空谈提高工程机械的制造强度。
关键词：激光加工技术；机械制造；应用
1激光加工技术在机械制造中的主要特点
（1）功率大，能够适用于各种新型材料，只要吸收了足够的激光热量，便可在短时间内变化材料的形态。激光头与加工件不会直接接触，因此不会产生磨损问题。（2）加工操作不受工件动静态的限制，即便是被密封的材料，也可以进行加工。（3）材料的激光加工全程受电子计算机控制，激光束更加准确，机械加工也更加精密，实现了自动化操作。（4）激光加工不受外界环境的影响，机械化操控能够弥补人为操作的不足之处，确保加工工作的顺利开展。
2激光加工技术的干扰因素
激光加工技术的主要影响因素有激光输出功率和激光照射时间，激光输出功率越大，照射时间越长，相对应的工件所获能量也就越大。在焦点的位置相对固定时，激光加工孔会做出适应性的放大，这是激光能量的发散随照射时间而发生变化的原因。然而，照射时间不够长会导致能量密度过大，从而降低激光器的效率。当聚焦物镜作用下焦距与发散角之间发生功率反作用时，倘若无法在焦面上获得较大直径的光斑，那么相应的功率密度就比较大，激光穿孔的深度比较小。一旦焦点位于工件表面较低的位置时，就会出现喇叭口缺口，且能量密度会导致焦点过高。
3激光加工技术在工程机械制造中的应用
3.1激光切割技术在工程机械制造中的应用
激光切割技术使用高能量、高密度的激光束照射工件，这样一来照射温度急剧增加。在材料蒸发后，蒸汽迅速排出或熔化，然后在辅助气体的作用下排出。材料和炉渣形成间隙。从20世纪70年代开始，激光切割技术已成为工业材料切割突出的加工方法，当然激光器和数控技术更是不断改进和发展。
不同的材料具有不同的切割技术和方法。这种激光设备在切割时使用的激光束可以聚焦成很小的光点，可以使激光切割机达到很高的使用功率，因此，它的切割速度很快、精度很高，也可以保证工件不会出现变形的情况。另外，这是一种采用热切割技术作为切割进程，在切割的时候受影响的区域很小，不会出现大范围的影响，可以对一些非金属进行加工，当然这也是其它激光切割机设备所不能做到的地方。最后它具有很高的能量，可以自由控制其密度的变化，也可以进行局部操作。在汽车工业中，使用激光三维切割代替冲压和修边模具来生产车身面板，这样一来，新车开发出来，可以很快的投入生产，汽车的生产时间也可以大大缩短；在工程机械行业，激光切割已经成为日本的标准工艺，大大提高了新产品的开发速度，提高了产品质量，增强了企业的竞争力。中国三一集团还强烈敦促所有子公司使用激光，并使用激光重复使用离子，统一采购。另外徐工和山推也大力提倡推行激光切割技术。在航空航天工业中，激光切割零件包括钛合金皮、钛合金薄壁机、发动机火焰筒、飞机架等。总之，从全球范围来看，大幅面激光切割机已成为重工业企业的新选择。
3.2焊接方式
激光焊接主要以激光作为热源加热材料，让材料熔化完成连接。激光焊接是非接触式连接，有时要求填充金属，按照材料差异要采用适当的保护气体，避免熔池变化。激光焊接迅速，灵活性大，几乎无焊接变形，不用焊后热加工。
在汽车领域，克莱斯勒企业最初把激光焊接用来连接变速箱齿轮，这是激光焊接在汽车行业中的第一次使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆美国福特汽车企业用激光连接齿轮轮盘钢圈，并在排气管、过滤器、转动轴等汽车元配件制造中广泛使用了激光焊接。焊接方式在汽车加工中的再一次使用为激光拼焊，指按照车体设计与性能要求的差别，把不同材料、不同厚度的材料拼焊为一个总体。激光拼焊普遍使用在行李箱增强板、车门内板以及保险杠、中立柱等位置，该工艺的应用减小了车体重量，加大了刚度，优化了振动性能。此外，车门、顶盖和侧围等车体总成及分总成也普遍采取激光焊接进行加工。
3.3激光增材制造
也称作3D打印技术，利用高功率激光，对原料发射能量源，并根据三维模型数据，实行分层制造模式，并逐层累加，最终制造出三维实体的零部件。按照成形原理的不同，将其分为两类，一是激光选区熔化，二是激光金属直接成形。前者首先要铺设粉末，其后控制高能激光束按照金属粉末的路径进行扫描，最后使其完全熔化后冷固成形。后者则需要按照预定的加工路径，将金属粉末随着激光束送入不能干熔化，凝固后逐层堆积成形。该技术流程短、柔性高、适用性强，像一些难熔、难切削的高活性材料都可以采取该种制造技术，制造出来的零件综合力学性能优异。
3.4激光钻孔技术在工程机械制造中的应用
激光钻孔技术是一项多功能的技术，它已成为工业机械制造领域的关键技术之一。工业发达国家已大规模的将激光钻孔技术应用于激光深微孔、汽车制造、航空航天、电子仪表等行业。在中国比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石的生产上，并在飞机叶片、手表以及宝石轴承的制造上大量应用。激光钻孔进展向多样化，高速和更小的孔。例如，将50000个孔的直径为在飞机的机翼0.064mm可大大减少空气流至飞行器的电阻；高压水清洗环境多种多样，常常需要为特殊的清洗环境重新设计喷嘴，灵活多变的激光打孔正好可以满足这种需求；汽车工业的燃油过滤器的厚度为0.95mm，采用激光打孔，速度可达120孔/s。在燃油出口面没有凸起部分，也没有赃物，目前对于这类质量零件还没有其他的加工方法可以做到。
4激光加工技术在未来的发展趋势
相较于发达国家，我国在激光加工技术方面的发展起步较晚，但发展速度惊人。短短几年之内，一些大型生产激光加工设备的企业都具备了自己的核心竞争力，且其数量和质量的增长速度十分惊人，但是在技术方面与国外还是有一定的差距。例如，对激光电源的投资使得激光加工技术的成本仍然高于国外同类产品的使用成本。因此，激光切割技术还没能做到全行业普及。但是近年来我国的激光加工技术发展速度剧增，研发人员与技术人员一同对以往的不足之处进行多次试验，在许多领域包括加工成本、厚度等方面已经取得重大突破。在全球经济潮流盛行与科学技术进步的双重推动下，激光加工技术已经逐步从人工操作向智能化方向发展。计算机辅助设计等软件的开发和应用已经开始渗透到激光切割技术中。在相应的多功能激光切割中心内部，激光切割、焊接和热处理通过人工智能协调配合，充分发挥激光加工技术的整体优势，在一定程度上提高了激光加工技术的精度和效率。机器人广泛应用于激光切割技术领域，其多功能、高精度的优点得到了进一步的发展，激光加工技术在工件上的应用覆盖了大部分切削材料。今后，激光加工技术将在更精确的方向上进行进一步的研究，也会克服现在10毫米以下的工件不能用激光加工的缺陷，更精确的零件也可以不用人工加工。
结论
激光加工技术的研究呈加速发展的趋势，被加工材料的范围、工艺方法和应用领域不断拓展。随着研究和应用的不断深化，激光加工技术在汽车制造业和航空航天业这几个大型的工程机械制造业中发展，激光加工技术必将成为推动传统产业改造升级和其他高新技术发展不可或缺的重要手段。
参考文献：
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[2]贺胜文.激光加工技术在现代机械制造中的应用[J].中国化工贸易，2017，（23）：156
[3]张云霞.激光加工技术在农业机械制造中的应用[J].农技服务，2019，（3）：145-146.
论文作者:柴永俊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
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