1激光加工的原理

　　激光是一種強度高、方向性好、單色性好的相干光垒某。由于激光的發(fā)散角小和單色性好知援，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，加上它本身強度高.故可以使焦點處的功率密度達到105～1013W/cm2.溫度可達1萬°C以上慈琼。在這樣的高溫下星自。任何材料都將瞬時急劇熔化和汽化，并爆炸性地高速噴射出來芋沽，同時產生方向性很強的沖擊忆某。因此，激光加工是工件在光熱效應下產生高溫熔融和受沖擊波拋出的綜合過程阔蛉。

　　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行激光加工弃舒；二是激光能聚焦成極小的光斑.可進行微細和精密加工.如微細宅縫和微孔的加工：三是可用反射鏡將激光束送往遠離激光器的隔離室或其他地點進行加工；四是加工時不需要刀具状原，屬于非接觸加工聋呢。無機械加工變形：五是無需加工工具和特殊環(huán)境，便于自動控制連續(xù)加工.加工效率高颠区，加工變形和熱變形小削锰。

　　3激光加工技術在農用汽車工業(yè)中的應用

　　3.1激光切割

　　激光切割大多采用大功率的CO2激光器，對于精細的切割也可采用YAG激光器毕莱。激光可以切割金屬器贩，也可以切割非金屬。在激光切割過程中朋截。由于激光對被切割材料不產生機械沖擊和壓力蛹稍，再加上激光切割切縫小，便于自動控制部服，故在實際中常用來加工玻璃订薛、陶瓷及各種精密細小的零部件。激光切割以其切割范圍廣胎融、切割速度高窑赂、切縫窄、切割質量好美怪、熱影響區(qū)小圃活、加工柔性性大等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應用蒸咏。在農用汽車下業(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倍归鲸，節(jié)省材料15％～30％，從而大幅度降低生產成本呐相。且加工精度高黑寻，產品質量可靠。

　　3.2激光焊接

　　當激光的功率密度為105～107W／cm2汞小，照射時間約為1／100s左右時晶恨，可進行激光焊接。激光焊接一般無需焊料和焊劑蛛挚，只需工件加工區(qū)域"熱熔"在一起即可抗斤。激光焊接速度快，熱影響區(qū)小丈咐，焊接質量高瑞眼，即可焊接同種材料.也可焊接異種材料，還可透過玻璃進行焊接棵逊。

　　農業(yè)汽車工業(yè)中伤疙，激光技術主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接辆影。激光拼焊是在車身設計制造中徒像，根據車身不同的設計和性能要求，選擇不同規(guī)格的鋼板.通過激光裁剪和拼裝技術完成車身某～部位的制造.例如前擋風玻璃框架蛙讥、車門內板锯蛀、車身底板、中立柱等次慢。激光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量旁涤、減少點焊數(shù)目、優(yōu)化材料用量迫像、降低零件重量辙炒、降低成本和提高尺寸精度等好處.目前已被許多大的農業(yè)汽車制造商和配件供應商所采用。激光焊接主要用于車身框架結構的焊接.例如頂蓋與側蓋車身的焊接薇兆，而傳統(tǒng)焊劑方法的電阻點焊已逐漸被激光焊接所代替衷谋。采用激光焊接技術。工件連接之間的接合面寬度可以減少纺闷，既可降低板材使用量榜寸。又可提高車體剛度，零件焊接部位幾乎沒有變形需复。焊接速度快.而且不需要焊后熱處理怠竞。目前，激光焊接零部件常見于變速器齒輪拓郑、氣門挺桿哨遭、車門鉸鏈等。

　　3.3激光淬火

　　當激光功率密度約為103-105W/cm2時节霸。便可實現(xiàn)對鑄鐵骑跳、中碳鐵甚至低碳鋼等材料進行激光表面淬火。淬火層深度一般為0.7～1.1mm，淬火層硬度比常規(guī)淬火約高20％炉抒。激光淬火變形小奢讨。能解決低碳鋼的表面淬火強化問題。在激光淬火過程中焰薄，很大的過熱度和過冷度會使淬硬層的晶粒極細拿诸、位錯密度極高且在表層形成壓應力.進而大大提高工件的耐磨性、抗疲勞塞茅、耐腐蝕亩码、抗氧化等性能。延長工件的使用壽命野瘦。

　　激光淬火技術在農用汽車中的應用主要包括農用汽車發(fā)動機氣缸套內壁描沟、曲軸、凸輪軸鞭光、排氣閥吏廉、閥座等。意大利菲亞特公司采用HPL一10型激光器處理發(fā)動機汽缸套內壁衰猛，降低了油耗迟蜜，節(jié)省了成本；德國奧格斯堡一紐倫堡機械制造有限公司1984年就建立激光淬火生產線忧绊，對大型發(fā)動機缸套進行激光淬火略匕，淬火帶的布局有交叉網紋式、螺旋線式和正弦波式基列，大大提高缸套耐磨性：長春一汽對CAl41汽車發(fā)動機汽缸套進行激光淬火處理熟督，大修里程提高到20x100000km：青島中發(fā)激光技術有限公司采用激光網絡工藝加工發(fā)動機缸孔、曲軸等零件表面军笑，壽命提高3-5倍雨株。

　　3.4激光熔覆

　　激光熔覆亦稱激光包覆或激光熔敷，是材料表面改性技術的一種重要方法擅暴。它是利用高能激光束(104～106W／cm2)在金屬表面輻照贫迫，通過迅速熔化、擴展和迅速凝固(冷卻速度通常為102～106oC／s)项栈，在基材表面熔覆一層具有特殊物理手欣、化學或力學性能的材料，從而構成一種新的復合材料映检，以彌補機體缺少的高性能癞樊。這種復合材料能充分發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢。

　　彌補相互間的不足凛澎。激光熔覆技術在農用汽車工業(yè)中應用廣泛霹肝，如缸套、曲軸、活塞環(huán)沫换、換向器臭蚁、齒輪等零部件的表面熔覆。發(fā)動機排氣門的密封錐形面熔覆stellite合金后苗沧。耐磨性能比基本材料提高5倍刊棕。

　　3.5激光合金化

　　激光合金化(1aserSurfaceAlloying炭晒，LSA)是金屬材料表面局部改性處理的一種新方法待逞。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需要加入的合金素同時快速熔化、混合网严，形成厚度為10～l000μm的表面融化層识樱，使材料表面在很短時間內形成具有要求深度和化學成分的表面合金化層。這種合金化層由于具有高于基材的某些性能.所以能達到表面改性處理的目的震束。在農用汽車工業(yè)方面怜庸，激光表面合金化工藝可以明顯改善工件表面的耐磨、耐蝕姚转、耐高溫等性能谋扼。延長在各種惡劣工作條件下工作的農用汽車零部件如軸承、軸承保持架们敢、汽缸咐准、襯套等的使用壽命。

　　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)域內產生強烈溫度梯度而誘發(fā)熱應力慷训，使板料實現(xiàn)塑性彎曲變形消李。德國將激光成形用于農用汽車制造業(yè).進行了農用汽車覆蓋件的柔性校正和其他異型件的成形，并對彎曲成形過程進行計算機閉環(huán)控制蝉橘，彎曲角精度可達到±0.20苔眼。

　　3.7激光打標

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

　　4結語

　　我國農用汽車工業(yè)技術與國外相比還存在較大差距哄谆。大力開展激光加工基礎理論與關鍵技術的研究.對于提升我國農用汽車工業(yè)制造水平和國際競爭力褥民，發(fā)展民族工業(yè)具有重要的意義。 

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