激光切割機(jī)的熱加工技術(shù)在很多領(lǐng)域都有廣泛的運(yùn)用，小到零部件的加工，大到航天、航空、船舶等大型的行業(yè)，激光切割機(jī)的身影都是不可或缺的，本文中，信爾自動(dòng)化設(shè)備帶你了解3個(gè)常見的激光切割機(jī)熱加工技術(shù)詳細(xì)解釋。

激光熱處理技術(shù)

當(dāng)以一定速度運(yùn)動(dòng)的激光束照射到金屬表面時(shí)，表面金屬吸收能量后迅速發(fā)熱。當(dāng)光斑移動(dòng)時(shí)，基體材料吸收了表面金屬的熱量，使表面金屬的溫度以非常高的速度迅速下降，形成不同于傳統(tǒng)淬火的自淬火。由于自淬火的冷卻速度非常高，可以得到具有特殊微觀結(jié)構(gòu)的表面改性層，對(duì)提高金屬的硬度、耐磨性、耐蝕性和耐疲勞性有很好的效果。激光熱處理是發(fā)展起來的激光加工技術(shù)，目前已形成比較完善的理論和工程應(yīng)用技術(shù)。對(duì)于可以通過相變強(qiáng)化的碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，激光表面淬火可以產(chǎn)生比傳統(tǒng)淬火更高的硬度，甚至對(duì)于一些沒有淬透能力的低碳鋼材料也可以產(chǎn)生較高的硬度。

激光表面重熔技術(shù)

用高于激光表面淬火的激光功率密度照射金屬表面，會(huì)使表面金屬熔化。光斑移動(dòng)后，基體金屬吸熱，使熔池中的金屬液迅速凝固，形成具有極細(xì)晶粒和超飽和固溶的強(qiáng)冷微結(jié)構(gòu)。由于細(xì)晶粒強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化的作用，可明顯提高材料表面的硬度和耐磨性。研究表明，通過重熔可以使鋁合金的硬度提高30%~100%，這是簡(jiǎn)單的激光加工技術(shù)，但強(qiáng)化范圍有限。對(duì)于承受交變載荷的飛機(jī)結(jié)構(gòu)鋁合金型材和板材，激光重熔后需要存在的過熱層的疲勞質(zhì)量是決定結(jié)構(gòu)使用壽命的關(guān)鍵。因此，在進(jìn)入工程應(yīng)用前，需要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證激光重熔對(duì)材料疲勞性能的影響。對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼材料，重熔硬化效果顯著。

激光表面合金化技術(shù)

在激光熔化表面金屬時(shí)，通過向熔池中加入設(shè)計(jì)好的合金元素，可以在不改變基體合金成分的情況下，在表面獲得所需性能的合金層。該技術(shù)對(duì)制造有特殊性能要求的零件非常有利，可以制造傳統(tǒng)制造技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的材料不均勻、性能不均勻的金屬或復(fù)合材料零件。由于激光表面合金化過程中熔池的冷卻速度非常高，可以形成傳統(tǒng)冶金工藝條件下難以實(shí)現(xiàn)的合金和結(jié)構(gòu)。因此，可以根據(jù)需要形成硬度高、耐磨、耐蝕性好、耐熱性好的合金層。針對(duì)鋁合金，試驗(yàn)了Cu、Fe、Si、Ni、Cr、WC、SiC等多種合金體系的激光表面合金化技術(shù)。其中，金屬間化合物AlNi和Ni3Al分散在Ni基合金層中，具有較高的硬度和耐磨性，但合金層脆性大，易開裂。在激光包覆的結(jié)合界面上，基體與包覆材料之間需要有一個(gè)合金化的冶金過程。

激光熱加工的原理

激光加工是利用光能經(jīng)透鏡聚焦后在焦點(diǎn)處達(dá)到高能量密度，利用光熱效應(yīng)進(jìn)行加工。激光加工不需要工具，加工速度快，表面變形小，可以加工各種材料。激光束用于材料的加工，如沖孔、切割、劃線、焊接、熱處理等。一些具有元能級(jí)的物質(zhì)在外來光子的激發(fā)下，會(huì)吸收光能，使高能級(jí)的原子數(shù)大于低能級(jí)的原子數(shù)--粒子數(shù)相反。如果有一束光照射，光子的能量等于這兩種能量的相應(yīng)差值，就會(huì)產(chǎn)生刺激輻射，輸出大量的光能。

激光熱加工的特點(diǎn)

從世界激光產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域來看，材料加工行業(yè)仍是其主要應(yīng)用市場(chǎng)，占35.2%;通信行業(yè)位居第二，占30.6%;此外，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行業(yè)占據(jù)第三位，占12.6%。

與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，激光切割機(jī)加工技術(shù)具有材料浪費(fèi)少、規(guī)模化生產(chǎn)成本效應(yīng)明顯、對(duì)加工對(duì)象適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在歐洲，激光技術(shù)基本用于汽車外殼和底座、飛機(jī)機(jī)翼和航天器機(jī)身等特殊材料的焊接。

1. 激光功率密度高，工件溫度迅速上升，吸收激光后熔化或汽化。即使是高熔點(diǎn)、高硬度、高脆性的材料（如陶瓷、鉆石等）也可以用激光加工。

2. 激光頭不與工件接觸，不存在加工刀具磨損的問題。

3. 工件不受力，不易污染。

4. 可以加工移動(dòng)的工件或密封在玻璃殼內(nèi)的材料。

5. 激光束的發(fā)散角可小于1毫弧，光斑直徑可小至微米，作用時(shí)間可短至納秒、皮秒。同時(shí)，大功率激光器的連續(xù)輸出功率可以達(dá)到千瓦到十千瓦的數(shù)量級(jí)，所以該激光器既適用于微加工，也適用于大規(guī)模材料加工。

6. 激光束易于控制，并與精密機(jī)械、精密測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高自動(dòng)化和高加工精度。

7. 在惡劣的環(huán)境或他人難以進(jìn)入的地方，可采用機(jī)器人進(jìn)行激光加工。