激光加工技术

激光钻孔机

在激光钻孔机问世之前，对各种机械零件钻孔靠的是电动钻孔机或机床。但机械钻孔不仅效率低，而且钻出的孔洞表面不够光洁。

激光钻孔的原理，是利用激光束聚焦使金属表面焦点温度迅速上升，温升可达每秒100万度。当热量尚未发散之前，光束就烧熔金属，直至汽化，留下一个个小孔。激光钻孔不受加工材料的硬度和脆性的限制，而且钻孔速度异常快，快到可以在几千分之一秒，乃至几百万分之一秒内钻出小孔。

比如，如果需要在金属薄板上钻出几百个连人眼都难以察觉出来的微孔，用电动钻孔机显然是不能胜任的，但用激光钻孔机却能在1～2秒钟内全部完成。如果用放大镜对这些微孔作一番细查的话，可发现微孔表面十分整齐光洁。

激光钻孔还可用来加工手表钻石。它每秒钟可以钻20～30个孔，比机械加工效率高几百倍，而且质量高。同时，激光钻也与下面我们就要讲到的激光切割一样，加工过程是非接触式的，即不像机械加工那样靠钢钻头逐渐钻透金属材料。因此，激光操作可以在自动连接加工，或者在超净、真空的特殊环境中发挥作用。

与激光钻孔机堪称兄弟的是激光切割机和激光焊接机。

激光切割机

知道了激光钻孔的原理，就容易理解激光为什么可以切割金属材料了：只要移动工件或者移动激光束，使钻出的孔洞连边成线，就自然能将材料切割下来了。而且，不论是什么样的材料，如钢板、钛板、陶瓷、石英、橡胶、塑料、皮革、化纤、木材等，激光都像一柄削铁如泥的光剑，而且，切割的边缘非常光洁。

激光焊接机

激光之所以能用来焊接，是因为它的功率密度很高。所谓功率密度高，是指在每平方厘米面积上能集中极高的能量。激光的功率密度有多高呢?我们可以作个比较：工厂里通常用于焊接的乙炔火焰能将两块钢板焊在一起，这种火焰的功率密度可以达到每平方厘米1000瓦；氩弧焊设备的功率密度还要高，可以达到每平方厘米10000瓦。但这两种焊接火焰根本无法与激光相比，因为激光的功率密度不仅可以焊接一般的金属材料，还可以焊接又硬又脆的陶瓷。不小心打破碗碟，也用不着惋惜，只要用激光焊接机就可以重新将破片焊好，甚至连疤痕也难以发现呢!

激光淬火

说到淬火这个名词，你们不一定熟悉，但淬过火的材料却并不少见。比如，日常使用的切菜刀，刀刃处就淬过火，因为淬火可以大大提高金属材料的硬度。

传统的淬火方法十分简单，先将刀刃烧红，然后骤然浸到冷水里，经过这一热一冷的处理，刀刃的硬度就大为提高。不过，效果不一定理想。

激光淬火，是用激光扫描刀具或零件中需要淬火的部分，使被扫描区域的温度升高，而未被扫描到的部位仍维持常温。由于金属散热快，激光束刚扫过，这部分的温度就急骤下降。降温越快，硬度也就越高。如果再对扫描过的部位喷射速冷剂，就能获得远比普通淬火要理想得多的硬度。