摘要：本文首先阐述了激光加工技术简介，接着分析了常见的激光加工技术，最后对激光加工技术在汽轮机叶片制造中的应用进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：激光加工技术；汽轮机叶片；应用
引言：
随着现代社会市场的不断发展，所有的工业企业都面临着不同程度的发展压力。工业汽轮机是目前石化、轻工业等重要经济产业常用的重要动力设备。汽轮机叶片是汽轮机的核心部件之一，它决定着设备的整体质量。激光加工技术作为一种现代制造技术，可以有效地提高汽轮机叶片的质量和性能。
1 激光加工技术简介
1.1 工作原理
激光加工利用高功率密度的激光束照射工件，使材料熔化气化而进行穿孔、切割和焊接等的特种加工。早期的激光加工由于功率较小，大多用于打小孔和微型焊接。到20世纪70年代，随着大功率二氧化碳激光器、高重复频率钇铝石榴石激光器的出现，以及对激光加工机理和工艺的深入研究，激光加工技术有了很大进展，使用范围随之扩大。数千瓦的激光加工机已用于各种材料的高速切割、深熔焊接和材料热处理等方面。各种专用的激光加工设备竞相出现，并与光电跟踪、计算机数字控制、工业机器人等技术相结合，极大地提高了激光加工机的自动化水平和使用功能。从激光器输出的高强度激光经过透镜聚焦到工件上，任何材料都会瞬时熔化、气化。
1.2 激光加工技术的优势
激光加工技术是在现代激光技术的基础上衍生出的一种全新生产技术手段，与传统的工业加工技术手段相比，它具有很多现代化的生产技术优势：第一，激光加工技术能对所使用的激光束进行调节，操作灵活，在很多类型的工件加工过程中都取得了良好的应用效果。第二，激光加工技术可被应用于绝大多数的金属、非金属材料加工中，特别是对那些脆性较高、硬度较高、熔点较高的材料，激光加工技术能发挥出巨大的优势。第三，激光加工技术在实际加工过程不会出现任何的磨损，不会产生切削力。第四，激光加工技术在实际加工过程中，光束能量密度非常高，操作速度极快。第五，在对局部进行加工时，激光对没有被照射的位置不会产生影响，能保证工件不会因受热而发生形变，为后续工作的开展奠定了良好基础。第六，激光加工技术能通过一些透明介质对密闭空间工件进行加工。激光束具有聚集性与导向性的特点，在各方向上都可实现自由转换，能够最大限度的与数控系统相吻合。第七，激光加工技术的施工效率较高，且质量容易保证，可取得更大的经济效益。
2 常见的激光加工技术
2.1 激光打孔
使用脉冲激光器，能够操作激光束对工件进行打孔作业，激光脉冲的宽度为0.1-1毫秒之间，适用于微型孔或异形孔的加工。一般来说，激光打孔的孔径在0.005-1毫米之间。现阶段，这一技术已经被广泛地应用到了精密仪表、钟表、珠宝等行业的生产加工过程之中。
2.2 激光切割
在汽车、造船等大型的工业加工企业之中，经常会使用百瓦到万瓦之间的连续性激光器对工件进行切割作业。如此，既能够保证精准的规格设计，又能够切实提高工作效率，有利于实现规模化的生产。此外，这一设备也经常被应用到划片或者刻字的加工操作过程之中。
2.3 激光焊接
激光焊接是将聚焦后的高强度激光直接辐射至材料表面，材料吸收的光能通过热传导向内部扩散，使工件达到一定的熔池深度实现焊接。其具有热变形小、焊接强度高、密封性好的突出特点，可应用到性质及尺寸悬殊工件的焊接操作过程中。同时，对陶瓷等熔点很高，以及易氧化的材料，也具有非常好的焊接效果。
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2.4 激光微调
应用中小型的激光器，能便捷去除电子小型元件上的部分材料，如此能实现改变电参数的切实作用。激光微调具有速度快、精准度高的突出特点，适合在大规模生产中的应用。此外，运用这一技术，可对有缺陷的基层电路进行修补，完成大部分人工操作难以完成的施工内容。
2.5 热处理与强化处理
除以上几方面之外，运用激光技术还能实现激光热处理、强化处理的加工操作。具体而言，就是使用激光束照射材料，使材料的表面融化再结晶，实现一种淬火或退火的目的，从而实现对工件的热处理及强化处理。
3 激光加工技术在汽轮机叶片制造中的应用
通过上述分析，可以明确激光加工技术是一种在激光技术的基础之上发展而来的现代化工业加工技术类型。通过此技术的应用，能够实现更加精细的加工操作。这一技术在汽轮机叶片制造过程中的应用，能够有效提高叶片质量，优化汽轮机的实际应用效果。
3.1 汽轮机叶片激光合金化
所谓的激光合金化，就是在高密度、高能量激光束的照射下，令工件基体表层与需要加入的合金元素进行快速的融化以及混合。如此，就能够在工件的表面，在极短的时间之内形成以原工件为基体的，具有一定合金成分的表面合金化表层。举例说明：一块调制过的2CrL3基材，其金相组织的形态表现为铁素体以及颗粒状小型碳化物构成的回火素氏体结构。在经过激光加工技术的合金化处理之后，其形成了致密的合金层。经过显微镜观察，其表面无裂纹、无气孔，与基体形成了一个完美的冶金结合层。经过研究可以发现，导致其发现这一变化的原因主要体现在以下几个方面：首先，加工过程中激光束的能量非常高，基体在激光束的照射作用下发生了迅速的融化。其次，由于激光的迅速加热以及迅速冷却，融化层之中的一部分奥氏体难以及时进行分解，并且强化了合金层的抗腐蚀性以及塑韧性。
3.2 叶片激光固溶强化
激光固溶强化是针对一些特殊的沉淀硬化材料所提出的加工技术。在同一个激光技术加工过程中，利用温度在各区域的差异问题，可运用激光束的固溶扩散操作，实现固溶强化的目的，进而达到一种复合性铅强化整体效果。例如，对叶片的头部进行固溶强化，可根据各部分热度的差别，将其分为热影响区、时效硬化层、基体三个色差明显存在区别的区域。此时，即可对其进行激光固溶强化处理，如此就能实现强化层的激光化。经过分析，这一激光层呈现出一种网状分布结构，并且表面不存在裂纹。这是由于激光在强化的过程中，出现了迅速的加热及冷却，在这一过程中，使叶片的表面硬度明显提高，并形成了晶化组织，强化了叶片的塑性及韧性。
3.3 汽轮机叶片的激光修复
运用激光技术，可对一些存在质量问题的叶片进行修复处理，进而使其具有更加突出的应用质量。例如，某叶片表面存在大量明显的裂纹及气孔，使其韧性及强度降低。此时，运用激光技术对其表面进行强化修复，就能使叶片的表面形成一层化合成，表面的裂纹及气孔明显消失，叶片的质量得到了突出的强化，并产生了坚固的冶金结合层。
结束语：
综上所述，激光加工技术是一种在激光技术的基础之上发展而来的现代化加工技术内容。这一技术在工业汽轮机叶片加工之中的有效应用，能够在极大程度上促进叶片质量的提高，优化汽轮机的实际应用效果。对此，相关企业以及技术人员应该积极实践，推进激光加工技术在汽轮机叶片生产之中的切实应用。
参考文献：
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[4]彭凯，彭玉海，侯红玲.激光加工技术的发展现状及展望[J].山东工业技术.2014(20)
论文作者:刘凯
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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