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[摘 要]激光加工技术主要特征是切割效率高，质量较好，成本也比较低。这种技术在现代加工技术中应用较多。本文首先对激光产生的原理进行分析，并对激光加工材料的特点及分类进行了阐述，最后对激光加工在多个领域的应用进行了研究。
[关键词]激光加工原理；应用
中图分类号：S783 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0225-01
前言
在二十世纪六十年代，工业生产中首次出现了“激光”一词。激光的含义是辐射受激得到的加强光。激光加工就是利用激光能够提供足够热量的特性去熔化或者气化高强度的工程材料。在激光加工过程中，材料与激光不发生接触，因此加工对于材料的损伤极小。这种技术对于微细材料加工的优势是非常明显的。
1.激光加工的原理及特点
1.1 激光的产生
假设有一束频率为的光，当该频率的光跟不稳定态的原子相遇时，且跟（En-E1）/h的数值大致相等时，此时不稳定态的原子可能会发生跃迁现象。在跃迁的过程中，可能产生一束光，这个过程就是受激辐射。激光在产生的过程中，会存在不稳定态的低能级物质。这些物质在其他光子激发的作用下，持续地对光能进行吸收，最终的结果是：低能级的原子数目大于高能级的原子或粒子数目。当有一束光入射到这个物体上，那么原子与原子之间的能量的差即为光子的能量。当单色光辐射出来之后，就可以形成激光。
1.2 激光的加工原理
第一，光的吸收与能量传递。通过把加工材料吸收的光能逐步转化为热能，使材料的温度得到提升，然后把热能传递到材料。值得一提的是，为了使材料吸收光能的效率增加，有时需要把不同的激光波长作用于不同反射率材料之上，这样做的目的是为了使光能的吸收量增加，以便后续对材料进行一些处理。
第二，材料的无损加热和破坏。材料的加热的过程本质就是能量实现转化。激光所携带的光能，通过热传导，变为热能。此时，被辐射的材料的温度就会持续升高，当该温度达到一定极限值的时候，可能发生熔化现象。如图1所示，对激光的加工原理进行了演示。
1.3 激光加工的材料
激光加工的材料有很多，主要分为固、气、液和半导体激光这几种。其中，使用频率较多的激光材料为红宝石。气体激光使用CO2较多，当然，在一些特殊的场合，会使用氩气。
1.4 激光加工的特点
激光加工在精细加工中能够发挥其强大的威力，光点的理论直径小于1μm，功率可超过100W/cm2。因此，对于某些不常见的材料加工而言，可借助激光来加工。材料的加工操作不复杂，热变形极小。
2.激光的应用
2.1 激光打孔
借助脉冲激光器，能够在物体中进行微打孔，这项技术在宝石加工中应用非常广泛。激光打孔，具有常规打孔加工没有的特征：打孔精度非常高，孔与孔之间的误差几乎可以忽略不计，并且打孔的效率也非常高。在电子工业产业以及其他领域中，激光打孔的应用前景非常广阔。在一些特殊的零件加工中，激光打孔能够发挥其独特作用。在很多器具不能实现的钻孔加工的场合，激光束能够发挥其性能，达到意想不到的效果。
2.2 激光切割
在切割不同的物体时，需要选择不同的能量的激光。比如，在汽车生产制造中，会使用各种瓦数的激光进行切割，这样做的目的是保障激光空间曲线的准确性。除此之外，通过激光的作用，可实现对物體表面进行改造。通过在物体的表面进行激光标记，使流水线工作顺利进行。激光切割跟激光焊接的原理是类似的，它们均为使用激光的高温特点来加工物体。在激光切割加工的过程中，激光束的温度非常高，可达到一千摄氏度以上。从理论上来讲，这个温度可实现对绝大多数材料的完美切割。在激光的切割加工过程中，还使用到了高温气化的原理。激光切割加工的优点较多，比如切口的表面光滑平整，切割尺寸把握准确，加工质量较高等。
2.3 激光的热处理
在激光的强化处理中，利用了激光的局部加热和自动快速冷却的特征来实现对材料的强化。在这个过程中，通过对激光束能量进行调整，使材料的表面得到强化。激光技术的发展与进步，能够极大地促进我国制造业向前发展。
2.5 激光的融化处理
激光的融化处理主要是合金化、溶覆、重溶细化。激光的融化处理使用的原理是这样的：通过激光热处理，使金属表面实现融合。金属表面发生凝结之后，形成组织和表面非常精致。在激光的融合处理中，能够在无需非金属材料参与的情况下，对金属材料进行加工。激光束的传播速率极快，激光工作过程不存在其他气体，这样就使金属的纯度得到保障。
3.激光加工的发展前景
大量事实证明，激光加工技术的优越性是很多其他技术不能相比的。在未来的制造产业中，激光加工将会发挥其强大的竞争力。在我国，一些激光加工技术也在得到了进步和发展，陆续涌现了一些先进的激光加工技术。比如，激光溶覆和复合图层这两者就是比较高端的技术。然而，通过将我国的激光技术跟其他发达国家比较起来，我们国家的激光加工系统还是相对落后的，其中存在不少问题。比如，激光器质量不高的问题一直阻碍着我国激光产业的发展。目前，很多企业已经认识到了这种缺陷。在不久的将来，激光技术必将得到越来越多的企业的关注。特别是在制造产业中，激光技术能够使激光技术的工作效率得到提升。为了促进时代的飞速发展，激光技术也在持续地改进与创新，从而更好地为工业生产提供便利。在不久的将来，我国的激光技术产业能够在国际化的激烈的竞争中处于不败之地。通过以上介绍，我们能够清晰的认识到激光技术的应用领域和发展前景。在这个科技改变生活的时代，合理的利用一门高科技技术，不仅可以造福人类，还可以推动一个国家的经济发展。
4.小结
激光加工技术是20世纪发明的一种技术，激光加工原料在各个行业领域中均有所涉及。伴随着技术的改进与创新，激光加工技术也顺其自然地得到了发展。比如，出现一种新型的激光加工技术：半导体激光器进行光束变换技术。我相信，在不久的将来，激光加工原理在各行各业中将会发挥重大的作用。
参考文献
[1] 刘晋春、赵家齐、赵万生.特种加工（第四版）[M]机械工业出版社，2007.
[2] 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.
[3] 黄翔，徐君，张永良.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）.
[4] 刘列义，周宏利.激光技术在金属材料加工领域中的应用[J]上海钢研，1987（1）.
[5] 宋威廉，激光加工技术的发展[M]北京：机械工业出版社，2008.
[关键词]激光加工原理；应用
中图分类号：S783 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0225-01
前言
在二十世纪六十年代，工业生产中首次出现了“激光”一词。激光的含义是辐射受激得到的加强光。激光加工就是利用激光能够提供足够热量的特性去熔化或者气化高强度的工程材料。在激光加工过程中，材料与激光不发生接触，因此加工对于材料的损伤极小。这种技术对于微细材料加工的优势是非常明显的。
1.激光加工的原理及特点
1.1 激光的产生
假设有一束频率为的光，当该频率的光跟不稳定态的原子相遇时，且跟（En-E1）/h的数值大致相等时，此时不稳定态的原子可能会发生跃迁现象。在跃迁的过程中，可能产生一束光，这个过程就是受激辐射。激光在产生的过程中，会存在不稳定态的低能级物质。这些物质在其他光子激发的作用下，持续地对光能进行吸收，最终的结果是：低能级的原子数目大于高能级的原子或粒子数目。当有一束光入射到这个物体上，那么原子与原子之间的能量的差即为光子的能量。当单色光辐射出来之后，就可以形成激光。
1.2 激光的加工原理
第一，光的吸收与能量传递。通过把加工材料吸收的光能逐步转化为热能，使材料的温度得到提升，然后把热能传递到材料。值得一提的是，为了使材料吸收光能的效率增加，有时需要把不同的激光波长作用于不同反射率材料之上，这样做的目的是为了使光能的吸收量增加，以便后续对材料进行一些处理。
第二，材料的无损加热和破坏。材料的加热的过程本质就是能量实现转化。激光所携带的光能，通过热传导，变为热能。此时，被辐射的材料的温度就会持续升高，当该温度达到一定极限值的时候，可能发生熔化现象。如图1所示，对激光的加工原理进行了演示。
1.3 激光加工的材料
激光加工的材料有很多，主要分为固、气、液和半导体激光这几种。其中，使用频率较多的激光材料为红宝石。气体激光使用CO2较多，当然，在一些特殊的场合，会使用氩气。
1.4 激光加工的特点
激光加工在精细加工中能够发挥其强大的威力，光点的理论直径小于1μm，功率可超过100W/cm2。因此，对于某些不常见的材料加工而言，可借助激光来加工。材料的加工操作不复杂，热变形极小。
2.激光的应用
2.1 激光打孔
借助脉冲激光器，能够在物体中进行微打孔，这项技术在宝石加工中应用非常广泛。激光打孔，具有常规打孔加工没有的特征：打孔精度非常高，孔与孔之间的误差几乎可以忽略不计，并且打孔的效率也非常高。在电子工业产业以及其他领域中，激光打孔的应用前景非常广阔。在一些特殊的零件加工中，激光打孔能够发挥其独特作用。在很多器具不能实现的钻孔加工的场合，激光束能够发挥其性能，达到意想不到的效果。
2.2 激光切割
在切割不同的物体时，需要选择不同的能量的激光。比如，在汽车生产制造中，会使用各种瓦数的激光进行切割，这样做的目的是保障激光空间曲线的准确性。除此之外，通过激光的作用，可实现对物體表面进行改造。通过在物体的表面进行激光标记，使流水线工作顺利进行。激光切割跟激光焊接的原理是类似的，它们均为使用激光的高温特点来加工物体。在激光切割加工的过程中，激光束的温度非常高，可达到一千摄氏度以上。从理论上来讲，这个温度可实现对绝大多数材料的完美切割。在激光的切割加工过程中，还使用到了高温气化的原理。激光切割加工的优点较多，比如切口的表面光滑平整，切割尺寸把握准确，加工质量较高等。
2.3 激光的热处理
在激光的强化处理中，利用了激光的局部加热和自动快速冷却的特征来实现对材料的强化。在这个过程中，通过对激光束能量进行调整，使材料的表面得到强化。激光技术的发展与进步，能够极大地促进我国制造业向前发展。
2.5 激光的融化处理
激光的融化处理主要是合金化、溶覆、重溶细化。激光的融化处理使用的原理是这样的：通过激光热处理，使金属表面实现融合。金属表面发生凝结之后，形成组织和表面非常精致。在激光的融合处理中，能够在无需非金属材料参与的情况下，对金属材料进行加工。激光束的传播速率极快，激光工作过程不存在其他气体，这样就使金属的纯度得到保障。
3.激光加工的发展前景
大量事实证明，激光加工技术的优越性是很多其他技术不能相比的。在未来的制造产业中，激光加工将会发挥其强大的竞争力。在我国，一些激光加工技术也在得到了进步和发展，陆续涌现了一些先进的激光加工技术。比如，激光溶覆和复合图层这两者就是比较高端的技术。然而，通过将我国的激光技术跟其他发达国家比较起来，我们国家的激光加工系统还是相对落后的，其中存在不少问题。比如，激光器质量不高的问题一直阻碍着我国激光产业的发展。目前，很多企业已经认识到了这种缺陷。在不久的将来，激光技术必将得到越来越多的企业的关注。特别是在制造产业中，激光技术能够使激光技术的工作效率得到提升。为了促进时代的飞速发展，激光技术也在持续地改进与创新，从而更好地为工业生产提供便利。在不久的将来，我国的激光技术产业能够在国际化的激烈的竞争中处于不败之地。通过以上介绍，我们能够清晰的认识到激光技术的应用领域和发展前景。在这个科技改变生活的时代，合理的利用一门高科技技术，不仅可以造福人类，还可以推动一个国家的经济发展。
4.小结
激光加工技术是20世纪发明的一种技术，激光加工原料在各个行业领域中均有所涉及。伴随着技术的改进与创新，激光加工技术也顺其自然地得到了发展。比如，出现一种新型的激光加工技术：半导体激光器进行光束变换技术。我相信，在不久的将来，激光加工原理在各行各业中将会发挥重大的作用。
参考文献
[1] 刘晋春、赵家齐、赵万生.特种加工（第四版）[M]机械工业出版社，2007.
[2] 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.
[3] 黄翔，徐君，张永良.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）.
[4] 刘列义，周宏利.激光技术在金属材料加工领域中的应用[J]上海钢研，1987（1）.
[5] 宋威廉，激光加工技术的发展[M]北京：机械工业出版社，2008.