1 激光加工的原理

　　激光是一種強(qiáng)度高影偶、方向性好转挽、單色性好的相干光。由于激光的發(fā)散角小和單色性好确羹，理論上可以聚焦到尺寸與光的波長相近的(微米甚至皿微米)小斑點上届审，加上它本身強(qiáng)度高.故可以使焦點處的功率密度達(dá)到105～1013 W/cm2.溫度可達(dá)1萬°C以上胀垃。在這樣的高溫下。任何材料都將瞬時急劇熔化和汽化噪旭，并爆炸性地高速噴射出來，同時產(chǎn)生方向性很強(qiáng)的沖擊帅维。因此速袁，激光加工是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生高溫熔融和受沖擊波拋出的綜合過程。

　　2 激光加工的特點

　　激光加工的特點主要有以下幾個方面：一是幾乎對所有的金屬和非金屬材料都可以進(jìn)行激光加工溢傅；二是激光能聚焦成極小的光斑.可進(jìn)行微細(xì)和精密加工.如微細(xì)宅縫和微孔的加工：三是可用反射鏡將激光束送往遠(yuǎn)離激光器的隔離室或其他地點進(jìn)行加工绳匀；四是加工時不需要刀具，屬于非接觸加工炸客。無機(jī)械加工變形：五是無需加工工具和特殊環(huán)境疾棵，便于自動控制連續(xù)加工.加工效率高，加工變形和熱變形小痹仙。

　　3 激光加工技術(shù)在農(nóng)用汽車工業(yè)中的應(yīng)用

　　3.1 激光切割

　　激光切割大多采用大功率的CO2激光器是尔，對于精細(xì)的切割也可采用YAG激光器。激光可以切割金屬开仰，也可以切割非金屬拟枚。在激光切割過程中。由于激光對被切割材料不產(chǎn)生機(jī)械沖擊和壓力众弓，再加上激光切割切縫小恩溅，便于自動控制，故在實際中常用來加工玻璃谓娃、陶瓷及各種精密細(xì)小的零部件脚乡。激光切割以其切割范圍廣、切割速度高滨达、切縫窄奶稠、切割質(zhì)量好、熱影響區(qū)小恃打、加工柔性性大等優(yōu)點钟唯，在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。在農(nóng)用汽車下業(yè)中.車身覆蓋件三維輪廓采用激光切割可以提高切割效率8～20倍懒俊，節(jié)省材料15％～30％掏谎，從而大幅度降低生產(chǎn)成本。且加工精度高钮瘪，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。

　　3.2 激光焊接

　　當(dāng)激光的功率密度為105～107 W／cm2游颅，照射時間約為1／100 s左右時湿铃，可進(jìn)行激光焊接占犹。激光焊接一般無需焊料和焊劑，只需工件加工區(qū)域"熱熔"在一起即可碉办。激光焊接速度快理币，熱影響區(qū)小，焊接質(zhì)量高虐干，即可焊接同種材料.也可焊接異種材料聋亡，還可透過玻璃進(jìn)行焊接。

　　農(nóng)業(yè)汽車工業(yè)中际乘，激光技術(shù)主要用于車身拼焊坡倔、焊接和零件焊接。激光拼焊是在車身設(shè)計制造中脖含，根據(jù)車身不同的設(shè)計和性能要求罪塔，選擇不同規(guī)格的鋼板.通過激光裁剪和拼裝技術(shù)完成車身某～部位的制造.例如前擋風(fēng)玻璃框架、車門內(nèi)板养葵、車身底板征堪、中立柱等。激光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量关拒、減少點焊數(shù)目佃蚜、優(yōu)化材料用量、降低零件重量着绊、降低成本和提高尺寸精度等好處.目前已被許多大的農(nóng)業(yè)汽車制造商和配件供應(yīng)商所采用谐算。激光焊接主要用于車身框架結(jié)構(gòu)的焊接.例如頂蓋與側(cè)蓋車身的焊接，而傳統(tǒng)焊劑方法的電阻點焊已逐漸被激光焊接所代替畔柔。采用激光焊接技術(shù)匙杏。工件連接之間的接合面寬度可以減少，既可降低板材使用量布橄。又可提高車體剛度充陷，零件焊接部位幾乎沒有變形。焊接速度快.而且不需要焊后熱處理荠涂。目前徊儿，激光焊接零部件常見于變速器齒輪、氣門挺桿裙靶、車門鉸鏈等泼剩。

　　3.3 激光淬火

　　當(dāng)激光功率密度約為103-105 W/cm2時。便可實現(xiàn)對鑄鐵犹喜、中碳鐵甚至低碳鋼等材料進(jìn)行激光表面淬火瓜释。淬火層深度一般為0.7～1.1 mm，淬火層硬度比常規(guī)淬火約高20％。激光淬火變形小险锻。能解決低碳鋼的表面淬火強(qiáng)化問題症慰。在激光淬火過程中，很大的過熱度和過冷度會使淬硬層的晶粒極細(xì)现喳、位錯密度極高且在表層形成壓應(yīng)力.進(jìn)而大大提高工件的耐磨性凯傲、抗疲勞、耐腐蝕嗦篱、抗氧化等性能冰单。延長工件的使用壽命。

　　激光淬火技術(shù)在農(nóng)用汽車中的應(yīng)用主要包括農(nóng)用汽車發(fā)動機(jī)氣缸套內(nèi)壁灸促、曲軸诫欠、凸輪軸、排氣閥腿宰、閥座等呕诉。意大利菲亞特公司采用HPL一10型激光器處理發(fā)動機(jī)汽缸套內(nèi)壁，降低了油耗吃度，節(jié)省了成本甩挫；德國奧格斯堡一紐倫堡機(jī)械制造有限公司1984年就建立激光淬火生產(chǎn)線，對大型發(fā)動機(jī)缸套進(jìn)行激光淬火椿每，淬火帶的布局有交叉網(wǎng)紋式伊者、螺旋線式和正弦波式，大大提高缸套耐磨性：長春一汽對CAl41汽車發(fā)動機(jī)汽缸套進(jìn)行激光淬火處理砂腰，大修里程提高到20x100000km：青島中發(fā)激光技術(shù)有限公司采用激光網(wǎng)絡(luò)工藝加工發(fā)動機(jī)缸孔托津、曲軸等零件表面，壽命提高3-5倍潘娄。

　　3.4 激光熔覆

　　激光熔覆亦稱激光包覆或激光熔敷嚎姨，是材料表面改性技術(shù)的一種重要方法。它是利用高能激光束(104～106 W／cm2)在金屬表面輻照持拐，通過迅速熔化勘职、擴(kuò)展和迅速凝固(冷卻速度通常為102～106 oC／s)，在基材表面熔覆一層具有特殊物理啰哪、化學(xué)或力學(xué)性能的材料略菜，從而構(gòu)成一種新的復(fù)合材料，以彌補機(jī)體缺少的高性能侵宝。這種復(fù)合材料能充分發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢池粘。

　　彌補相互間的不足。激光熔覆技術(shù)在農(nóng)用汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛省喝，如缸套胆誊、曲軸一死、活塞環(huán)、換向器输拇、齒輪等零部件的表面熔覆摘符。發(fā)動機(jī)排氣門的密封錐形面熔覆stellite合金后贤斜。耐磨性能比基本材料提高5倍策吠。

　　3.5 激光合金化

　　激光合金化(1aser Surface Alloying，LSA)是金屬材料表面局部改性處理的一種新方法瘩绒。是在高能量激光束的照射下.使基體材料表面的一薄層與根據(jù)需要加入的合金素同時快速熔化猴抹、混合，形成厚度為10～l 000μm的表面融化層锁荔，使材料表面在很短時間內(nèi)形成具有要求深度和化學(xué)成分的表面合金化層蟀给。這種合金化層由于具有高于基材的某些性能.所以能達(dá)到表面改性處理的目的。在農(nóng)用汽車工業(yè)方面阳堕，激光表面合金化工藝可以明顯改善工件表面的耐磨跋理、耐蝕、耐高溫等性能恬总。延長在各種惡劣工作條件下工作的農(nóng)用汽車零部件如軸承前普、軸承保持架、汽缸辱雅、襯套等的使用壽命麦荸。

　　3.6 激光無模成形

　　激光無模成形是利用激光束掃描金屬薄板時.在作用區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈溫度梯度而誘發(fā)熱應(yīng)力，使板料實現(xiàn)塑性彎曲變形怨颜。德國將激光成形用于農(nóng)用汽車制造業(yè).進(jìn)行了農(nóng)用汽車覆蓋件的柔性校正和其他異型件的成形喷融，并對彎曲成形過程進(jìn)行計算機(jī)閉環(huán)控制，彎曲角精度可達(dá)到±0.20夯架。

　　3.7 激光打標(biāo)

　　激光打標(biāo)是指利用高能量激光束照射工件表面淹摧。光能瞬時變成熱能.使工件表面迅速產(chǎn)生蒸發(fā)。從而在工件表面刻出所需要的文字和圖形批痘。以作為永久的防偽標(biāo)志钾抛。

　　4 結(jié)語

　　我國農(nóng)用汽車工業(yè)技術(shù)與國外相比還存在較大差距。大力開展激光加工基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)的研究.對于提升我國農(nóng)用汽車工業(yè)制造水平和國際競爭力耘昙，發(fā)展民族工業(yè)具有重要的意義沈路。

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