机械制造业在我国属于支柱产业，在社会经济发展中有着不可或缺的重要作用，它的发展潜力非常巨大，前景广阔。要想实现强国梦想，在世界发展中占有一席之地，相关机械制造企业应该自主创新，确保生产高质量的产品。自主创新的一个重要方面就是进行技术创新，这也包括激光加工技术这一国际公认的先进技术。持续改进与完善激光加工技术，即可有效促进机械制造业的发展。

1.激光加工技术的基本原理

激光加工技术是一种先进的综合性加工技术，它融合了光学、电学、机械学等，在某种程度上可称之为新时代的万能加工技术，激光加工技术的出现与更新有力促进了机械制造业的进步。激光的实质是一种光子束，它因原子受到电流等能量的撞击而发生，集中射向一个方向并且具备一定的能量。光子和原子发生连锁反应能够出现非常高的能量，包含有非常高能量的这种激光束朝向工件的表面进行照射，结合计算机数控技术可组合而成加工设备，对机械进行自动化加工，通过高能的激光加工金属及非金属材料，对其实现切割、打孔及焊接等。激光加工技术加工制造机械产品的精度非常高，是机械制造行业里非常重要的必备技术。

2.激光加工技术的优势

激光加工技术作为高精尖特的先进技术，在机械制造加工的很多方面均有广泛应用，并且应用前景广阔。激光加工技术的优势主要有：激光加工具有较高的精度、材料利用率及加工效率，当然经济效益也高。利用价格30万元的激光切割机正常进行加工，一年半即可收回成本并盈利。激光以光源为能量介质，具备极快的加工速度。3G激光切割机的加工速度更是毋庸置疑。激光加工有着很好的抗干扰性，不易被环境因素所左右，可保证加工零件的质量。激光加工可有效利用材料，可比其它加工技术节约材料10%-30%。因为激光加工不用接触工件，所以能有效节约耗材，降低生产成本。激光加工适用材料非常多，既能加工金属材料，亦可加工非金属材料，并且能够实现直线、曲线甚至异形图等不同形状的加工。

3.激光切割技术的应用

激光切割技术是通过高能量密度的激光束以强光照射器件，照射温度极快升高，物料进行气化后，蒸汽在很短的时间里快速排放或熔化，辅助气体则帮助顺利排出液体，因而则产生相应狭缝。激光切割技术是工业材料主要的切割手段，激光器与数控技术也在持续发展。

激光设备在实施切割时，激光束能够聚焦为非常小的光点，将激光切割机的作用功率达到最大化，切割速度是非常快的，当然精度也相当高，同时，保证了工件不会发生变形情况。激光切割技术运用热切割实现操作，切割进行之时受到影响的区域非常小，不会波及到较大的范围，也能够加工某些非金属材质。激光切割技术具备的能量很大，并且可以很方便地控制密度，同样也适用于局部操作。在汽车制造中，生产车身面板时应用激光三维切割更新原用的冲压和修边模具，如此一来，新车开发好之后便可以最快速度投入生产，亦能大幅减少汽车的生产时间。在机械制造企业中，日本将激光切割作为标准工艺，由此加快了新产品的开发，亦使产品质量得到提升，企业从而更具竞争力。中国的一些机械制造企业也大力提倡并推广使用激光切割技术。激光切割技术在航空航天工业中也得到广泛应用，切割的零件有钛合金皮、发动机火焰筒、飞机架及钛合金薄壁机等。综合来看，大幅面激光切割机已经被全世界很多重工业企业所使用。

当前，对工程机械板材进行加工主要使用两种激光切割机：CO2激光切割机与光纤激光切割机。光纤激光的传播在光纤中进行，具有更好的通过性，能量束也非常高，而热影响却更小，会形成更窄的切割线，这样下料效率就会高，也更能有效使用材料，更加降低板材下料时的热变形。

4.激光焊接技术的应用

焊接技术是机械制造的关键性工艺，对产品的生产成本与周期都有重要影响。电弧焊这一传统的焊接方法存在使机械产品焊接变形的缺点，需要焊后矫形，耗费工时且质量不好保障。激光焊接具有多种功能，适应性与可靠性都很强，它的功率密度高，热输入量不大，热影响区较窄，速度快而焊接变形小，很好达到自动化，焊接时并不接触工件。将激光焊接应用于机械制造，可增加焊缝强度，减少焊后矫正工作，外观结构更完美。激光焊接在工程机械推土机中有着广泛应用，并且对厚钢板进行激光焊接的工艺已得到优化。

将激光焊接齿轮技术应用于汽车变速器的加工，不但生产效率高且不会浪费原材料。激光焊接齿轮时，具有较窄的焊缝热影响区，强度大，焊缝有达到12:1的深宽比，焊缝的机械性能相当于甚至高于母材，这样就对齿轮传递较大转矩提供了保障；加热与冷却可以极快实现，焊接齿轮的变形可控制得很小，焊后齿轮不用再进行精加工；加工过程的稳定性与准确性都较高，并且速度也快，异种材料也可进行焊接。激光焊接齿轮技术极大地提高了机械用变速器齿轮的制造水平。

激光焊接技术应用于汽车制造中，不但能够加大车体的强度，而且凭借其优点，使焊缝外形更加美观流畅，功能和形态达到了完美契合，成为某些汽车构件加工的主要焊接手段。叉车、推土机等一些工程机械的驾驶室在外形上显得笨重呆板，在其设计制造中引入激光焊接是必然手段，机械外观会给人以美观明快的感觉。

5.激光熔覆技术的应用

机械再制造近年来呈现迅速发展势头，一方面国家提倡绿色制造，主张节能降耗；另一方面经过再制造的机械产品有不亚于新品的性能，而价格却大约只有新品的2/3，能得到用户的认可，而企业的制造成本仅有50%左右，也愿意从事再制造。零部件的再制造，主要是对某些密封件、易损件进行更换，对机构磨损给予修复，而这其中需用到的最重要技术就是激光熔覆技术，即高效激光堆焊技术。激光熔覆技术的基本原理是使高功率与高密度的激光束作用于基体表面，使之出现一层微熔层，预置直特定成分的熔合金粉，也可同步添加，以此均匀修复受到磨损的零部件，这是一种增材制造技术。激光熔覆技术的灵活性较强，零部件的堆焊区域与材料是可选的，并且性能也具有可选性，为差异化定制产品提供了强有力的技术支撑。例如，大功率推土机底盘用履带涨紧弹簧筒受到磨损需要修复，即可使用激光熔覆技术对磨损区域实施增材处理（示意见图1），从多个方面检测耐磨指标，熔覆状态层硬度梯度较合理，表面硬度达标，金相组织亦很好，有效延长大功率推土机弹簧筒3倍的寿命。不仅限于机械再制造，在新品上应用激光熔覆技术更换原镀铬加前期感应热处理技术，也会极大增强产品的竞争力。

6.激光打标技术的应用

机械产品的不同部位均须予以标记，如条码、公司标志、序列号及生产日期等，这有助于企业创建推广品牌。传统的气动打标机速度慢、噪声大、字迹不清，并且会消耗较多工作备件，滞后于生产的现代化。

激光打标技术通过高能量密度的激光在工件局部进行照射，使其表层材料发生气化或出现颜色变化，利用化学反应而留存永久性标记，见图2。

激光打标技术对传统打标方法而言有着明显优点：

（1）与工件间没有接触，不发生切削力，热影响也小，可有效维持工件精度，能应用于多种材料，标记精细且持久。

（2）激光在时间与空间上均有良好的控制性，对工件的材质、大小、形状及加工环境存在较大的自由度，尤其适合进行自动化加工与特殊表面加工。

（3）激光有刻划精细的特点，所制作的标记难以更改与仿造。

（4）容易与计算机数控技术配合，制作出多种不同的文字、符号与图案，可通过软件对图样进行设计标刻或更改，满足现代化生产要求。

（5）清洁无污染，绿色环保。激光打标技术因其优点而在各行业中广泛应用，为现代化制造企业树立机械品牌形象发挥着重要作用。

7.结语

为了更好达成“中国制造”目标，必须改变以前低端、低效而高能耗的机械制造业生产局面。激光加工技术是一种前沿性的高精度机械制造技术，符合现代化的生产需求，应该积极探索与推广。在加强技术研发的背景下，激光加工技术一定会继续进步，设备必会更加智能化、小型化，实现加工功能多样化，使中国的机械制造水平持续提高。