與普通光相比，激光具有四個(gè)特點(diǎn):單色性(單波長)、相干性、方向性和高光強(qiáng)。激光束易于傳輸，其時(shí)間和空間特性可以分別控制。聚焦后，可以獲得非常小的光斑。極高功率密度的激光束可以熔化和蒸發(fā)任何材料，也可以精確和快速地處理材料的局部區(qū)域。加工過程中，輸入工件的熱量小，熱影響區(qū)和熱變形小。加工效率高；易于自動(dòng)化。激光技術(shù)是一門綜合性的高新技術(shù)，涉及光學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)等學(xué)科。同樣，激光加工設(shè)備涉及的學(xué)科眾多，決定了它的高技術(shù)和高產(chǎn)量。經(jīng)過多年的研究、發(fā)展和完善，當(dāng)代激光及激光加工技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)成熟，形成了一系列激光加工技術(shù)。

現(xiàn)在我們介紹激光加工技術(shù)在金屬切削中的應(yīng)用。

1.激光切割的特點(diǎn)及應(yīng)用。

激光切割是各國應(yīng)用非常廣泛的激光加工技術(shù)。在國外許多領(lǐng)域，如汽車制造和機(jī)床制造，激光切割被用來加工鈑金零件。隨著高功率激光光束質(zhì)量的不斷提高，激光切割的加工對象范圍將會(huì)更廣，幾乎包括所有的金屬和非金屬材料。比如對于高硬度、高脆性、高熔點(diǎn)的材料，激光可以切割出形狀復(fù)雜的三維零件，這就是激光切割的優(yōu)勢。

目前選擇激光切割系統(tǒng)的企業(yè)主要分為兩類:一類是大中型制造企業(yè)，生產(chǎn)大量需要切割切割的板材，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力；另一類統(tǒng)稱為加工站，專門承接激光加工業(yè)務(wù)，沒有主導(dǎo)產(chǎn)品。它的存在一方面可以滿足部分中小企業(yè)的加工需求，另一方面也會(huì)對激光切割技術(shù)的推廣應(yīng)用前期帶來宣傳和示范。

激光切割的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是光機(jī)電一體化技術(shù)。激光束的參數(shù)、機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的性能和精度都直接影響激光切割的效率和質(zhì)量。激光切割的精度、效率和質(zhì)量隨著切割功率、速度、頻率、材料厚度和材料等參數(shù)的不同而不同。，所以豐富的運(yùn)營商經(jīng)驗(yàn)尤為重要。

1.1激光切割的主要優(yōu)點(diǎn)。

(1)切削質(zhì)量好:切口寬度窄(一般為0.1-0.5毫米)，精度高(一般為0.1-0.4毫米孔中間距誤差，0.1-0.5毫米輪廓尺寸誤差)，切口表面粗糙度好(一般Ra為12.5-25微米)，無需二次加工即可進(jìn)行焊接。

(2)切割速度快，如8毫米厚的碳鋼，激光功率為2kW時(shí)，切割速度為1.6m/min；2mm不銹鋼切削速度為3.5m/min，熱影響區(qū)小，變形極小。

(3)干凈、安全、無污染，大大改善了操作人員的工作環(huán)境。

激光切割屬于非接觸式光學(xué)熱加工，被譽(yù)為“永不磨損的通用工具”。工件可以任意形式緊密排列或嵌套，使原材料得到充分利用。由于非接觸加工，加工零件的變形非常小化，磨損減少。

其實(shí)激光切割也有它的缺點(diǎn)。在精度和切割面厚度方面，激光切割不能超過電加工，在切割厚度方面，很難達(dá)到火焰和等離子切割的水平。此外，它不能像轉(zhuǎn)塔沖床一樣成型、攻絲和折疊。

1.2激光切割與沖床的比較。

過去，鈑金加工行業(yè)使用傳統(tǒng)沖床進(jìn)行沖壓，后來發(fā)展到數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床和復(fù)合機(jī)床。隨著社會(huì)的發(fā)展，激光切割技術(shù)也被引入金屬加工行業(yè)，成為一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的先進(jìn)加工方法。據(jù)非正式統(tǒng)計(jì)，我國工業(yè)生產(chǎn)中使用的激光切割系統(tǒng)有500多種，約占全球操作系統(tǒng)總數(shù)的2%。

在金屬加工行業(yè)，激光切割廣泛應(yīng)用于厚度小于20毫米的低碳鋼和厚度小于8毫米的不銹鋼，其中大部分鈑金零件外形復(fù)雜，批量小，如自動(dòng)電梯結(jié)構(gòu)件、電梯面板、機(jī)床和食品機(jī)械外殼、各種電氣柜、開關(guān)柜、紡織機(jī)械零件、工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件、大型電機(jī)硅鋼片等。此外，一些裝飾、廣告、服務(wù)行業(yè)使用的金屬圖案、logos、字體也可以通過激光切割制作。

數(shù)控磚塔沖床適用于大批量生產(chǎn)形狀簡單的產(chǎn)品。成品包括電氣柜、通信系統(tǒng)交換柜、電梯門板和扶手板、鋼制家具等。激光切割機(jī)相對于同樣的切割加工和沖壓條件，價(jià)格普遍高于數(shù)控磚塔沖床，但由于其靈活性等優(yōu)勢(如激光切割只需按照圖紙形狀切割，不需要制造模具，縮短了生產(chǎn)周期)。近年來，一些廠商逐漸意識(shí)到它帶來的高效益。為了增強(qiáng)市場競爭力，企業(yè)不僅有幾臺(tái)數(shù)控磚塔沖床，還采購激光切割機(jī)來適應(yīng)各種類型的產(chǎn)品。所以，與其說激光切割機(jī)和數(shù)控磚塔打孔機(jī)之間有競爭，不如說是相輔相成。

2.激光切割的典型應(yīng)用。

2.1在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。

先進(jìn)的3D激光設(shè)備不僅可以對車身零件進(jìn)行切割，還可以對整個(gè)車身進(jìn)行切割、焊接、熱處理、包覆甚至測量3D，從而達(dá)到常規(guī)加工無法達(dá)到的技術(shù)要求。德國通快的3d激光設(shè)備已經(jīng)成功應(yīng)用于奔馳、奧迪、寶馬、大眾、通用、福特、雷諾、斯柯達(dá)、歐寶、SAAB、沃爾沃、戴姆勒克萊斯勒多年。

2.2在航空領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

世界上很多航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)使用3D激光設(shè)備對燃燒器段高溫合金材料進(jìn)行切割打孔，在軍用和民用飛機(jī)鋁合金材料或特殊材料的激光切割方面取得了成功。