介紹了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用、設(shè)備及工藝特點(diǎn)，簡(jiǎn)述了激光熔覆技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出了激光表面改性技術(shù)存在的問題，展望了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展前景。

0引言

激光熔覆技術(shù)是20世紀(jì)70年代隨著大功率激光器的發(fā)展而興起的一種新的表面改性技術(shù)，是指激光表面熔敷技術(shù)是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化,光束移開后自激冷卻形成稀釋率極低,與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層,從而顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的一種表面強(qiáng)化方法[1~3]。如對(duì)60#鋼進(jìn)行碳鎢激光熔覆后，硬度最高達(dá)2200HV以上，耐磨損性能為基體60#鋼的20倍左右。在Q235鋼表面激光熔覆CoCrSiB合金后，將其耐磨性與火焰噴涂的耐蝕性進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)前者的耐蝕性明顯高于后者[4]。

激光熔覆技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)效益很高的新技術(shù),它可以在廉價(jià)金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質(zhì)，降低成本,節(jié)約貴重稀有金屬材料，因此,世界上各工業(yè)先進(jìn)國(guó)家對(duì)激光熔覆技術(shù)的研究及應(yīng)用都非常重視[1-2、5-7]。

1激光熔覆技術(shù)的設(shè)備及工藝特點(diǎn)

目前應(yīng)用于激光熔覆的激光器主要有輸出功率為1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。對(duì)于連續(xù)CO2激光熔覆,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究[1]。近年來高功率YAG激光器的研制發(fā)展迅速,主要用于有色合金表面改性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,采用CO2激光進(jìn)行鋁合金激光熔覆,鋁合金基體在CO2激光輻照條件下容易變形,甚至塌陷[1]。YAG激光器輸出波長(zhǎng)為1.06μm,較CO2激光波長(zhǎng)小1個(gè)數(shù)量級(jí),因而更適合此類金屬的激光熔覆。

介紹了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用、設(shè)備及工藝特點(diǎn)，簡(jiǎn)述了激光熔覆技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出了激光表面改性技術(shù)存在的問題，展望了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展前景。

0引言

激光熔覆技術(shù)是20世紀(jì)70年代隨著大功率激光器的發(fā)展而興起的一種新的表面改性技術(shù)，是指激光表面熔敷技術(shù)是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化,光束移開后自激冷卻形成稀釋率極低,與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層,從而顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的一種表面強(qiáng)化方法[1~3]。如對(duì)60#鋼進(jìn)行碳鎢激光熔覆后，硬度最高達(dá)2200HV以上，耐磨損性能為基體60#鋼的20倍左右。在Q235鋼表面激光熔覆CoCrSiB合金后，將其耐磨性與火焰噴涂的耐蝕性進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)前者的耐蝕性明顯高于后者[4]。

激光熔覆技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)效益很高的新技術(shù),它可以在廉價(jià)金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質(zhì)，降低成本,節(jié)約貴重稀有金屬材料，因此,世界上各工業(yè)先進(jìn)國(guó)家對(duì)激光熔覆技術(shù)的研究及應(yīng)用都非常重視[1-2、5-7]。

1激光熔覆技術(shù)的設(shè)備及工藝特點(diǎn)

目前應(yīng)用于激光熔覆的激光器主要有輸出功率為1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。對(duì)于連續(xù)CO2激光熔覆,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究[1]。近年來高功率YAG激光器的研制發(fā)展迅速,主要用于有色合金表面改性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,采用CO2激光進(jìn)行鋁合金激光熔覆,鋁合金基體在CO2激光輻照條件下容易變形,甚至塌陷[1]。YAG激光器輸出波長(zhǎng)為1.06μm,較CO2激光波長(zhǎng)小1個(gè)數(shù)量級(jí),因而更適合此類金屬的激光熔覆。

介紹了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用、設(shè)備及工藝特點(diǎn)，簡(jiǎn)述了激光熔覆技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出了激光表面改性技術(shù)存在的問題，展望了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展前景。

0引言

激光熔覆技術(shù)是20世紀(jì)70年代隨著大功率激光器的發(fā)展而興起的一種新的表面改性技術(shù)，是指激光表面熔敷技術(shù)是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化,光束移開后自激冷卻形成稀釋率極低,與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層,從而顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的一種表面強(qiáng)化方法[1~3]。如對(duì)60#鋼進(jìn)行碳鎢激光熔覆后，硬度最高達(dá)2200HV以上，耐磨損性能為基體60#鋼的20倍左右。在Q235鋼表面激光熔覆CoCrSiB合金后，將其耐磨性與火焰噴涂的耐蝕性進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)前者的耐蝕性明顯高于后者[4]。

激光熔覆技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)效益很高的新技術(shù),它可以在廉價(jià)金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質(zhì)，降低成本,節(jié)約貴重稀有金屬材料，因此,世界上各工業(yè)先進(jìn)國(guó)家對(duì)激光熔覆技術(shù)的研究及應(yīng)用都非常重視[1-2、5-7]。

1激光熔覆技術(shù)的設(shè)備及工藝特點(diǎn)

目前應(yīng)用于激光熔覆的激光器主要有輸出功率為1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。對(duì)于連續(xù)CO2激光熔覆,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究[1]。近年來高功率YAG激光器的研制發(fā)展迅速,主要用于有色合金表面改性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,采用CO2激光進(jìn)行鋁合金激光熔覆,鋁合金基體在CO2激光輻照條件下容易變形,甚至塌陷[1]。YAG激光器輸出波長(zhǎng)為1.06μm,較CO2激光波長(zhǎng)小1個(gè)數(shù)量級(jí),因而更適合此類金屬的激光熔覆。

介紹了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用、設(shè)備及工藝特點(diǎn)，簡(jiǎn)述了激光熔覆技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出了激光表面改性技術(shù)存在的問題，展望了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展前景。

0引言

激光熔覆技術(shù)是20世紀(jì)70年代隨著大功率激光器的發(fā)展而興起的一種新的表面改性技術(shù)，是指激光表面熔敷技術(shù)是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化,光束移開后自激冷卻形成稀釋率極低,與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層,從而顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的一種表面強(qiáng)化方法[1~3]。如對(duì)60#鋼進(jìn)行碳鎢激光熔覆后，硬度最高達(dá)2200HV以上，耐磨損性能為基體60#鋼的20倍左右。在Q235鋼表面激光熔覆CoCrSiB合金后，將其耐磨性與火焰噴涂的耐蝕性進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)前者的耐蝕性明顯高于后者[4]。

激光熔覆技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)效益很高的新技術(shù),它可以在廉價(jià)金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質(zhì)，降低成本,節(jié)約貴重稀有金屬材料，因此,世界上各工業(yè)先進(jìn)國(guó)家對(duì)激光熔覆技術(shù)的研究及應(yīng)用都非常重視[1-2、5-7]。

1激光熔覆技術(shù)的設(shè)備及工藝特點(diǎn)

目前應(yīng)用于激光熔覆的激光器主要有輸出功率為1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。對(duì)于連續(xù)CO2激光熔覆,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究[1]。近年來高功率YAG激光器的研制發(fā)展迅速,主要用于有色合金表面改性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,采用CO2激光進(jìn)行鋁合金激光熔覆,鋁合金基體在CO2激光輻照條件下容易變形,甚至塌陷[1]。YAG激光器輸出波長(zhǎng)為1.06μm,較CO2激光波長(zhǎng)小1個(gè)數(shù)量級(jí),因而更適合此類金屬的激光熔覆。

摘要：利用激光熔敷合金粉末的方法對(duì)模具進(jìn)行了修復(fù)。研究了工藝參數(shù)對(duì)熔敷效果的影響，并對(duì)其修復(fù)過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，預(yù)處理、送粉量、激光的掃描速度是決定模具修復(fù)質(zhì)量的關(guān)鍵。通過優(yōu)化工藝參數(shù)、機(jī)體預(yù)熱的方法可以提高模具修復(fù)質(zhì)量。

模具使用壽命取決于抗磨損和抗機(jī)械損傷能力，一旦磨損過度或機(jī)械損傷，須經(jīng)修復(fù)才能恢復(fù)使用。目前可采用的修復(fù)技術(shù)有電鍍、電弧或火焰堆焊、熱噴涂(火焰、等離子)等。電鍍層一般很薄，不超過0.3mm，而且與基體結(jié)合差，形狀損壞部位難于修復(fù)，在堆焊、熱噴涂或噴焊時(shí)，熱量注入大，能量不集中，模具熱影響區(qū)大，易畸變甚至開裂，噴涂層稀釋率大，降低了基體和材料的性能。

利用激光熔覆的方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)模具的修復(fù)。用高功率激光束以恒定功率P與熱粉流同時(shí)入射到模具表面上，一部分入射光被反射，一部分光被吸收，瞬時(shí)被吸收的能量超過臨界值后，金屬熔化產(chǎn)生熔池，然后快速凝固形成冶金結(jié)合的覆層。激光束根據(jù)CAD二次開發(fā)的應(yīng)用程序給定的路線，來回掃描逐線逐層地修復(fù)模具。由于激光束的高能密度所產(chǎn)生的近似絕熱的快速加熱，對(duì)基體的熱影響較小，引起的畸變可以忽略，特別是經(jīng)過修復(fù)后的模具幾乎不需再加工。

1激光修復(fù)系統(tǒng)

激光修復(fù)技術(shù)是集高功率激光、計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、CAD/CAM、先進(jìn)材料、數(shù)控技術(shù)等多學(xué)科的應(yīng)用技術(shù)。修復(fù)系統(tǒng)主要由硬件設(shè)備和制造過程軟件組成。硬件設(shè)備包括激光器、數(shù)控系統(tǒng)及工作臺(tái)、送粉裝置、光路系統(tǒng)、水冷裝置、保護(hù)氣系統(tǒng)和在線控制所涉及的數(shù)據(jù)采集裝置。軟件系統(tǒng)包括制造零件成型軟件擻據(jù)通訊和在線控制軟件。激光修復(fù)過程如圖2所示。CO2激光器發(fā)出的激光經(jīng)CNC數(shù)控機(jī)床Z軸(垂直工作臺(tái))反射鏡后，進(jìn)入三維光束成形聚焦組合鏡，再進(jìn)入同軸送粉工作頭，組合鏡和工作頭都固定在機(jī)床Z軸上，由數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)一控制。載氣式送粉器將粉末均勻輸送到分粉器的同軸送粉工作頭。

模具位于CNC數(shù)控工作臺(tái)X-Y平面上，根據(jù)CNC指令，工作臺(tái)、組合鏡和送粉頭按給定的CAD程序運(yùn)動(dòng)。同時(shí)加入激光和粉末，逐層熔敷。在溫度檢測(cè)和控制系統(tǒng)作用下，使模具恢復(fù)原始尺寸。為保證熔覆材料(金屬粉末)和基體(模具)材料實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，以及模具的尺寸精度、表面光潔度和材料性能，需將φ50mm圓形多模1kW-5kW高功率激光束變換成強(qiáng)度均勻分布的圓形光束，光斑尺寸可調(diào)(光路系統(tǒng))，并配有水冷系統(tǒng)和光束頭氣體保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)需重點(diǎn)考慮同軸送粉裝置和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1激光修復(fù)系統(tǒng)

激光修復(fù)技術(shù)是集高功率激光、計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、CAD/CAM、先進(jìn)材料、數(shù)控技術(shù)等多學(xué)科的應(yīng)用技術(shù)。修復(fù)系統(tǒng)主要由硬件設(shè)備和制造過程軟件組成。硬件設(shè)備包括激光器、數(shù)控系統(tǒng)及工作臺(tái)、送粉裝置、光路系統(tǒng)、水冷裝置、保護(hù)氣系統(tǒng)和在線控制所涉及的數(shù)據(jù)采集裝置。軟件系統(tǒng)包括制造零件成型軟件擻據(jù)通訊和在線控制軟件。激光修復(fù)過程如圖2所示。CO2激光器發(fā)出的激光經(jīng)CNC數(shù)控機(jī)床Z軸(垂直工作臺(tái))反射鏡后，進(jìn)入三維光束成形聚焦組合鏡，再進(jìn)入同軸送粉工作頭，組合鏡和工作頭都固定在機(jī)床Z軸上，由數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)一控制。載氣式送粉器將粉末均勻輸送到分粉器的同軸送粉工作頭。

模具位于CNC數(shù)控工作臺(tái)X-Y平面上，根據(jù)CNC指令，工作臺(tái)、組合鏡和送粉頭按給定的CAD程序運(yùn)動(dòng)。同時(shí)加入激光和粉末，逐層熔敷。在溫度檢測(cè)和控制系統(tǒng)作用下，使模具恢復(fù)原始尺寸。為保證熔覆材料(金屬粉末)和基體(模具)材料實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，以及模具的尺寸精度、表面光潔度和材料性能，需將φ50mm圓形多模1kW-5kW高功率激光束變換成強(qiáng)度均勻分布的圓形光束，光斑尺寸可調(diào)(光路系統(tǒng))，并配有水冷系統(tǒng)和光束頭氣體保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)需重點(diǎn)考慮同軸送粉裝置和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1.1同軸送粉裝置

穩(wěn)定可靠的粉末輸送系統(tǒng)是金屬零件修復(fù)質(zhì)量的重要保證。粉末輸送的波動(dòng)將影響修復(fù)的質(zhì)量。激光修復(fù)對(duì)送粉的基本要求是連續(xù)、穩(wěn)定、均勻和可控地把粉末送入激光熔池。送粉裝置由送粉器和同軸送粉嘴組成。在送粉器的粉斗下部，由于平衡氣壓的作用形成氣固兩相流化，并從導(dǎo)管開孔，隨載氣輸送粉末。送粉量由輸送氣體的壓力調(diào)節(jié)，拓寬了送粉范圍，實(shí)現(xiàn)從5g/min-150g/min均勻連續(xù)可調(diào)送粉，送粉精度高達(dá)±5。設(shè)計(jì)的載氣同軸粉嘴，消除了氣體壓力波動(dòng)引起的4路送粉不均勻，并使工作距離加大，且連續(xù)可調(diào)。

1.2模具修復(fù)過程的控制

摘要：隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械向大型化、復(fù)合化方向發(fā)展，對(duì)觸土部件的綜合性能提出了更高的要求，觸土部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和表面改性已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)問題。對(duì)近20年國(guó)內(nèi)外有關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械耐磨涂層的研究報(bào)道進(jìn)行評(píng)述，歸納分析涂層制備技術(shù)、耐磨材質(zhì)方面的報(bào)道，概述仿生涂層的研究現(xiàn)狀，提出耐磨涂層目前研究的不足及未來發(fā)展的方向，以期為農(nóng)機(jī)部件表面改性相關(guān)領(lǐng)域的研究和技術(shù)發(fā)展提供理論依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；觸土部件；表面改性；耐磨涂層

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的觸土部件如犁壁、犁鏵、耙片等在工作時(shí)因磨損、腐蝕、粘附引起的早期失效與報(bào)廢，嚴(yán)重縮短農(nóng)機(jī)的使用壽命[1-3]。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械向大型化、復(fù)合化方向發(fā)展，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械觸土部件的綜合性能的要求越來越高[4]，觸土部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和表面改性成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。提高觸土部件使用壽命的方法主要有三種[5]：(1)合理設(shè)計(jì)易損件結(jié)構(gòu)；(2)開發(fā)新型整體耐磨材料；(3)對(duì)易損件表面進(jìn)行強(qiáng)化處理。通過合理設(shè)計(jì)易損件結(jié)構(gòu)以降低磨耗、提高使用壽命是有限度的，而新型整體抗磨材料的開發(fā)往往受到金屬價(jià)格的限制[6]。在實(shí)際生產(chǎn)中，磨損失效通常發(fā)生在部件表層，如礦山機(jī)械鉆頭、農(nóng)業(yè)機(jī)械犁鏵及犁壁等表面。利用表面強(qiáng)化技術(shù)處理零部件表面，所獲得的表面層厚度在幾微米到幾毫米之間，降低了涂層制備的成本；同時(shí)可以顯著降低磨耗，有效提高硬度、疲勞強(qiáng)度，從而提高部件壽命[7-9]，在耐磨涂層制備過程中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而備受青睞。針對(duì)耐磨涂層與基體難以結(jié)合的技術(shù)瓶頸，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了系統(tǒng)而又深入的研究，主要有：(1)改進(jìn)傳統(tǒng)耐磨涂層的制備方法，提出加工制造耐磨涂層的新方法，如激光熔覆、釬涂等；(2)開展了耐磨涂層中耐磨材質(zhì)的研究，如鎳鉻合金、碳化鎢、陶瓷氧化鋁等，揭示不同耐磨材質(zhì)對(duì)復(fù)合涂層組織性能的影響規(guī)律；(3)開展仿生耐磨涂層的研究，依據(jù)動(dòng)植物體表可降低挖掘阻力、土壤粘附和運(yùn)動(dòng)磨損，為農(nóng)機(jī)耐磨涂層的設(shè)計(jì)提供全新的設(shè)計(jì)思路。文中主要從制備技術(shù)、耐磨材質(zhì)以及仿生涂層三個(gè)方面評(píng)述國(guó)內(nèi)外有關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械耐磨涂層的研究報(bào)道，概述仿生涂層的研究進(jìn)展，提出耐磨涂層目前研究的不足及未來發(fā)展的方向，以期為農(nóng)機(jī)表面改性相關(guān)領(lǐng)域的工程研究和技術(shù)發(fā)展提供理論支撐和參考信息。

1農(nóng)業(yè)機(jī)械耐磨涂層的研究概況

近20年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)農(nóng)機(jī)表面耐磨涂層的制備方法進(jìn)行了大量研究，耐磨材質(zhì)的選取主要有鎳鉻合金、碳化鎢、氮化物、陶瓷、氧化鋁等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，科研機(jī)構(gòu)有20多家，國(guó)內(nèi)有關(guān)耐磨涂層的研究成果已超過50篇(包括期刊、會(huì)議論文、學(xué)位論文及專利)，其中成果最為豐碩的是吉林大學(xué)(10篇)。具有代表性的研究成果如表1所示。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械耐磨涂層的研究概況

摘要：簡(jiǎn)述了激光焊的原理、特點(diǎn)，分別從國(guó)內(nèi)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制造和修理、飛機(jī)的制造方面，分析和總結(jié)了激光焊在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)激光焊在我國(guó)的擴(kuò)大應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：激光焊；發(fā)動(dòng)機(jī)；飛機(jī)；葉片；焊接

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品不斷的升級(jí)換代，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，制造精度更高，對(duì)制造技術(shù)提出了更高的要求。近年來，由于激光設(shè)備和工藝的發(fā)展，激光焊在航空制造領(lǐng)域占的份額不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外學(xué)者和各大航空制造企業(yè)對(duì)激光焊在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究［1－13］。

1激光焊的原理及其特點(diǎn)

1．1激光焊的原理。激光焊接過程實(shí)質(zhì)上是激光與非透明物質(zhì)相互作用的過程，微觀上是一個(gè)量子過程，宏觀上則表現(xiàn)為反射、吸收、加熱、熔化和汽化等現(xiàn)象。當(dāng)激光光子入射到金屬晶體，光子與電子發(fā)生非彈性碰撞，將能量傳遞給電子，與此同時(shí)電子間也不斷相互碰撞，光子的能量最終轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使材料溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到材料熔點(diǎn)和沸點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生金屬蒸發(fā)并形成壁聚焦效應(yīng)，經(jīng)過多次反射，能量到達(dá)孔底，隨著工件和光的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能量最終被完全吸收，液體金屬由于傳熱作用，溫度迅速減低，凝固形成焊縫［14］。1．2激光焊的特點(diǎn)。激光焊的優(yōu)點(diǎn)［15］：（1）激光束便于控制，精度高，可減少焊接變形，用于高精尖零件的焊接。（2）激光焊可以不使用電極，避免電極對(duì)焊縫的污染，同時(shí)可以不加焊絲進(jìn)行焊接。（3）激光束不受距離限制，可以使用光纖進(jìn)行傳輸和切換，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（4）可焊接材料廣泛，甚至可以用到異種材料的焊接。激光焊的缺點(diǎn)：（1）對(duì)焊件裝配精度高，受激光光斑直徑限制，對(duì)焊接間隙和錯(cuò)邊量要求也較嚴(yán)。（2）設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用高，前期資金投入大。

2激光焊在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

一、綠色機(jī)械加工技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

綠色機(jī)械加工技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)資源最大化利用為目的機(jī)械加工技術(shù)?；谖覈?guó)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的具體要求，綠色機(jī)械加工技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）能源高效利用性。在強(qiáng)調(diào)生態(tài)文明建設(shè)的環(huán)境下，機(jī)械加工技術(shù)的精密度以及先進(jìn)行性越來越完善，尤其是綠色加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)能源的最大化利用，有效降低了能源浪費(fèi)現(xiàn)象。例如在切削生產(chǎn)工藝中傳統(tǒng)的模式需要不斷地添加各種潤(rùn)滑劑等，這樣不僅增加人工費(fèi)用，而且還會(huì)增加能源消耗。而綠色加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一體化、智能化操作，大大降低了能源消耗;（2）低污染。相比傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)，綠色機(jī)械加工技術(shù)的核心是“綠色”，綠色不僅要求機(jī)械加工以資源最大化利用為主，而且還要求對(duì)生態(tài)環(huán)境造成最小的損害。綠色加工技術(shù)主要是采取更加先進(jìn)的處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工過程中所產(chǎn)生的各種低污染。例如微量潤(rùn)滑切削技術(shù)的應(yīng)用就集中體現(xiàn)了綠色加工技術(shù)的理念。（3）高效益。綠色加工技術(shù)強(qiáng)調(diào)以最小的投入實(shí)現(xiàn)最大的收益，因此在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革要求下，機(jī)械加工企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新成為驅(qū)動(dòng)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在強(qiáng)化創(chuàng)新節(jié)約型社會(huì)背景下實(shí)施綠色機(jī)械加工技術(shù)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，以機(jī)械零件切削工藝為例，傳統(tǒng)的機(jī)械切削過程中不僅會(huì)造成大量資源的浪費(fèi)，例如在切削中浪費(fèi)的原料要占到加工總量的30%左右，而且在加工過程中所產(chǎn)生的高溫等對(duì)于道具的損害也是比較大的，并且在切削的過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體等,威脅人的健康。

二、綠色機(jī)械加工技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

隨著我國(guó)機(jī)械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，綠色機(jī)械加工技術(shù)在實(shí)踐中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，結(jié)合相關(guān)的理論實(shí)踐研究，目前綠色機(jī)械加工技術(shù)主要在以下領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用：1、綠色機(jī)械加工技術(shù)在切削工藝中的應(yīng)用。長(zhǎng)期以來切削工藝所存在的能源浪費(fèi)問題一直是影響機(jī)械加工生產(chǎn)的重要瓶頸問題。而綠色切削技術(shù)的應(yīng)用則有效的克服了上述問題。以傳統(tǒng)切削工藝中產(chǎn)生的切削液為例，切削液不僅危害工人的健康，而且還會(huì)污染環(huán)境。因此基于該問題利用微量潤(rùn)滑切削技術(shù)，其主要是將壓縮空氣與少量的潤(rùn)滑劑混合后，形成氣霧形式向切削區(qū)，從而達(dá)到潤(rùn)滑的作用。另外通過霧噴模式不僅實(shí)現(xiàn)了冷卻效果，而且還有利于排屑，大大提高了切削質(zhì)量。根據(jù)與傳統(tǒng)潤(rùn)滑劑應(yīng)用工藝對(duì)比，采取微量潤(rùn)滑切削技術(shù)所使用的潤(rùn)滑劑為每小時(shí)幾十毫升，而澆注切削液形式則達(dá)到每分鐘幾十升。由此可見通過應(yīng)用綠色機(jī)械加工技術(shù)可以大大提高機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)效益。2、綠色機(jī)械加工技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用。隨著機(jī)床生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，機(jī)床工藝的網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展越來越完善，但是由于機(jī)床加工中會(huì)出現(xiàn)各種能源消耗，例如隨著加工時(shí)間的推遲，機(jī)床道具磨損比較嚴(yán)重，因此通過運(yùn)用綠色加工技術(shù)可以有效地提高機(jī)床的加工效率。例如在干式加工中對(duì)于刀具的要求比較高，因此需要選擇具有很高的紅硬性和熱韌性以及良好的耐磨性和抗粘結(jié)性。對(duì)刀具的幾何參數(shù)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)。要滿足干切屑對(duì)斷屑和排屑的要求。當(dāng)然在切削的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的切屑，因此為了降低功耗，可以將機(jī)床設(shè)計(jì)成立軸和傾斜式床身，以此更好的實(shí)現(xiàn)高效、低污染的加工環(huán)境。3、綠色機(jī)械加工技術(shù)在特種加工中的應(yīng)用。以激光溶覆技術(shù)為例，利用激光實(shí)現(xiàn)機(jī)械表面的熔覆作用，有效的提高激光密度與基本材料之間的熔凝關(guān)系，確保機(jī)械材料表面與金屬冶煉關(guān)系，實(shí)現(xiàn)激光熔覆技術(shù)的合理修復(fù)性作用，減少零件缺損，提高修復(fù)效果。還可以有效的降低零件的更換頻率，提高機(jī)械零件的使用壽命，加強(qiáng)對(duì)損壞部分的處理，確保激光熔覆效果，保證機(jī)械的環(huán)保性作用。當(dāng)然綠色機(jī)械加工技術(shù)不僅僅體現(xiàn)在機(jī)械加工的過程中，而且還體現(xiàn)在對(duì)加工中所產(chǎn)生的各種廢棄物的處理上，例如對(duì)于加工中所產(chǎn)生的廢氣要采取科學(xué)的處理方式進(jìn)行回收，以此實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。

三、綠色機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

基于我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及機(jī)械制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，綠色機(jī)械加工技術(shù)必然會(huì)成為引領(lǐng)我國(guó)機(jī)械制造的方向標(biāo)，綜合國(guó)外先進(jìn)機(jī)械制造強(qiáng)國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，綠色機(jī)械加工技術(shù)發(fā)展必然會(huì)呈現(xiàn)出以下趨勢(shì)：（1）智能化。隨著我國(guó)云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，尤其是機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，大大提高了機(jī)械加工技術(shù)的智能化與網(wǎng)絡(luò)化。例如在某些機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人控制操作，提高了生產(chǎn)工藝，最重要的是通過網(wǎng)絡(luò)化操作可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的一體化操作，將生產(chǎn)設(shè)備的故障分析、檢測(cè)維修等融為一體；（2）人性化。黨的報(bào)告明確提出要圍繞人民群眾需求開展工作，因此綠色機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展也必然會(huì)緊緊圍繞滿足人類對(duì)美好生活需求作為發(fā)展的目標(biāo)動(dòng)力；（3）綠色環(huán)保。綠色機(jī)械加工技術(shù)的核心就是綠色環(huán)保，凸顯生態(tài)環(huán)境的價(jià)值。隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的要求，我國(guó)機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)了由粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變，綠色加工技術(shù)更加注重對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

摘要：激光加工技術(shù)作為一門科學(xué)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于許多工程領(lǐng)域。作為科學(xué)發(fā)展中出現(xiàn)的一種全新產(chǎn)物，該技術(shù)為國(guó)防軍事、工業(yè)機(jī)械和農(nóng)業(yè)商業(yè)等領(lǐng)域帶來了諸多便利?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步推動(dòng)著施工質(zhì)量在提高，激光技術(shù)也在不斷改進(jìn)。激光加工技術(shù)在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用是本文研究的重點(diǎn)，目的是與行業(yè)相關(guān)人員討論如何更有效地提高機(jī)械產(chǎn)品的制造精度和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：激光加工；機(jī)械制造；應(yīng)用

工程機(jī)械制造業(yè)在當(dāng)今世界，特別是在我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展前景和潛力十分巨大。為了在世界上贏得一席之地，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)應(yīng)該注重產(chǎn)品的高質(zhì)量，要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)國(guó)夢(mèng)就必須自主創(chuàng)新。然而，目前國(guó)內(nèi)的科技水平還與發(fā)達(dá)國(guó)家有著一定差距。改革創(chuàng)新面臨的主要問題是技術(shù)創(chuàng)新，其中包括激光加工技術(shù)，這是國(guó)際公認(rèn)的更先進(jìn)的技術(shù)手段。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠得到改進(jìn)和完善，就不會(huì)空談提高工程機(jī)械的制造強(qiáng)度。

1激光加工概述

激光的全稱是受激輻射光放大，如何從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)數(shù)反轉(zhuǎn)是激光產(chǎn)生的必要條件，當(dāng)高能粒子與特定頻率的光子發(fā)生入射時(shí)，高能級(jí)的粒子會(huì)有一定的概率躍至低能級(jí)。除此之外，粒子會(huì)輻射出與外光子頻率、相位、偏振和傳播方向相同的光子，上述過程就是受激輻射。受激輻射就意味著原始光信號(hào)會(huì)被放大，受激光輻射過程中衍生出的光被稱為激光。激光的顯著特點(diǎn)主要有：亮度極高、指向性強(qiáng)、色度比較單一、相干度較高等。隨著工業(yè)技術(shù)近年來的技術(shù)改革逐步深入，激光切割、激光焊接、激光熔覆、激光材料制造等激光加工技術(shù)在制造業(yè)中扮演著越來越重要的角色。1.1激光切割。激光切割是借助高能量密度的激光束對(duì)器件進(jìn)行強(qiáng)光照射，目的是使照射溫度迅速上升。物料氣化后，蒸汽會(huì)在短時(shí)間內(nèi)被迅速排出或熔化，而輔助氣體會(huì)為液體的順利排出提供一定的幫助，進(jìn)而形成相應(yīng)的狹縫。激光切割通常會(huì)被用于加工鋼、鋁合金、鈦合金等常見金屬材料，玻璃、陶瓷、塑料等非金屬材料也是激光切割的切割對(duì)象。值得一提的是，激光切割是一種非接觸加工工藝，切割過程中工件并不會(huì)出現(xiàn)機(jī)械變形，激光束不會(huì)對(duì)不受激光照射的工件產(chǎn)生影響，其熱沖擊面積小，工件的熱變形小。激光切割快速靈活，節(jié)省投資和生產(chǎn)成本。在汽車工業(yè)中，三維激光切割逐步取代沖切模和切邊模成為生產(chǎn)車身板件的主要切割技術(shù)，相較于傳統(tǒng)技術(shù)節(jié)省了大量的切割時(shí)間。在工程機(jī)械行業(yè)，日本以激光切割為標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)手段，中國(guó)三一重工、徐工、汕頭等也引進(jìn)了大型激光切割機(jī)。1.2激光焊接。激光焊接是將激光作為發(fā)熱源，利用激光加熱工件，使材料熔化，實(shí)現(xiàn)連接的一種焊接方法。激光焊接屬于非接觸焊接，偶爾需要填充金屬。根據(jù)不同的材料，采用相應(yīng)的保護(hù)氣體防止池氧化。激光焊接相對(duì)比較快速靈活，在焊接過程中不會(huì)對(duì)焊接件產(chǎn)生幾何作用力，也不需要進(jìn)行焊后熱處理。1.3激光熔覆。激光熔覆是將粉末熔覆材料（有時(shí)是金屬絲或金屬板）以預(yù)設(shè)或同步的方式放置在基板表面上。在高能激光束的作用下，包層材料和基體表面迅速熔化固化，形成表面改性涂層。該涂層在產(chǎn)品投入使用后相比其他種類的涂層更耐磨、耐腐蝕、耐高溫和抗氧化，而且可以適用于多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品。除此之外，激光熔覆對(duì)基體熱影響比較小，冷卻速度相較于其他工藝要快的多，涂層晶粒尺寸非常細(xì)，熔覆層稀釋率很小，與基體冶金結(jié)合良好，選粉范圍廣，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2激光加工技術(shù)的干擾因素