孟波波
山西汾西重工有限责任公司 山西太原 030027
摘要：激光加工技术具有加工柔性大、自动化程度高、加工质量好及热影响区小等优点，越来越受到机械制造行业的青睐。由于激光光束具有很好的稳定性和抗干扰性，并且对被加工件限制条件较少，因此可对大部分金属材料和非金属材料进行高质量、高精度加工。激光加工技术一直都是“高精尖特”的技术代表。
关键词：激光加工；工程机械制造；应用
前言
工程机械作为机械制造行业的重要分支，具有门类多、功能复杂、结构强度高等特点。虽然一直以来很少成为各种制造新技术的试验田，但由于科技人员的创新精神和攻坚克难的勇气，新技术也将最终推广到工程机械制造领域，比如焊接机器人、自动化、智能物流等。当然激光加工技术作为一种绿色、环保、高效并且与物件无接触的加工技术，自然也受到行业的青睐。激光加工技术是从20世纪60年代兴起的一种技术，通过发射高能量密度光束辐照被加工零件的表面，实现对零件的加工处理。近几年来，随着激光加工技术及设备的突破，越来越多地应用于工程机械产品制造各工序中。下面就目前工程机械应用的主流技术进行介绍。
1激光加工技术在板材切割下料领域的应用
目前，工程机械板材加工行业内的主流技术产品所使用的激光切割机有两种，分别为CO2激光切割机和光纤激光切割机。CO2激光切割机为早期产品，技术没有光纤激光先进，波长约为光纤的1/10。传播一般是在与外界空气隔离的光路内进行，光纤激光在光纤中传播，通过性更好，能量束更高，从而热影响更小，切割线更窄，有利于提高下料效率、材料利用率和板材下料的热变形等。除常规的激光切割下料外，激光切割技术在圆孔切割、预留工艺豁口及工艺样板制作等方面应用优势明显，可应用于工艺装备孔的“以切代钻”，省去钻孔工序的时间，提高生产效率，以及节省钻模板的制作费用。
2激光加工技术在焊接领域的应用
传统的工程机械焊接技术大多数采用的是气体保护焊、埋弧焊或氩弧焊等焊接方式，焊接出来的产品往往存在着飞溅多、变形量大等质量缺陷，另外产生的焊接弧光、灰尘也会危害操作人员的身心健康。随着技术的发展，工业制品生产企业也在就如何提升焊接质量、效率以及减少人工作业方面做了大量的工作，逐渐把汽车工业白车身的机器人焊接、流水线以及柔性制造理念引入到工程机械焊接工序。激光电弧复合焊技术在工程机械起重机臂架应用较为成功，有更高的填充效率，节约30%以上单位焊丝用量。
3激光加工技术在再制造领域的应用
近几年，工程机械再制造业务发展较快，一方面节能降耗，属绿色制造范畴，国家大力提倡；另一方面再制造后的产品性能与新品基本相当，价格约为新品的2/3，用户也逐渐接受认可，仅投入40%~60%的制造成本，企业也乐意去做。
零部件再制造主要是更换一些易损件、密封件和修复机构中的磨损，这其中用到最重要的技术就是高效激光堆焊技术，也称激光熔覆技术，主要原理为利用高功率、高密度的激光束，在基体表面形成一层微熔层，同时预置或同步添加特定成分的直熔合金粉，以此达到对磨损的零部件进行均匀修复的目的，也属于一种增材制造技术。如大功率推土机底盘用履带涨紧弹簧筒由于使用中出现磨损，再制造针对磨损区域采取激光熔覆增材处理，从耐磨多个维度指标进行检测，表面硬度合格，熔覆状态层硬度梯度合理，金相组织较好，可使大功率推土机弹簧筒寿命提升300%，目前不仅用于再制造，同时在新品上替代原镀铬+前期感应热处理工艺，大大提升了产品在行业中的竞争力。
4激光熔覆技术在工程机械制造中的应用
传统强化方法如电弧喷涂、等离子堆焊、喷丸强化等，虽然能提升材料的性能，但相比于激光熔覆技术无法保证熔覆层的结合强度，而且在处理时容易对材料造成损害。尤其在工程机械制造中为了节约生产成本，会使用价格较低的材料，材料价格低性能普遍较差，利用激光在材料表面熔覆一层高性能的合金可提升工程机械的性能与可靠性，延长使用寿命。
5激光快速成型在工程机械制造中的应用
激光快速成型技术采用计算机绘制零件图形，通过金属粉末堆积逐层打印。具有可采用多种材料、制造工艺简单、精度高、材料利用率高、制造周期短的优点。利用快速成型技术可即时发现问题、解决问题，将思想快速转换成功能性的器械，缩短制作流程，提高研发效率闭。但是由于价格昂贵，在工程机械制造领域中应用少。相信，随着科技的进步，国家的扶持，激光快速成型技术定会在工程机械制造领域中得到广泛的应用。
6激光加工技术的发展趋势
6.1激光器小型化
激光器一直作为激光加工技术的核心部件，其大小将决定整个设备的大小。前期由于微电子技术和光学技术的限制，激光器体积比较庞大，占地也较大。随着激光器新技术（如光纤技术、紫外技术等）的不断进步和发展，一批具有转换效率高、工作稳定性好、光束质量好、体积小的激光器被开发出来，从而为激光设备的小型化提供了良好的基础。
6.2加工多能化
为适应市场的需求，激光设备厂家将不再追求单一的激光加工功能，而是开发集成切割、焊接、热处理、喷涂中两个或更多功能于一体的设备，为客户实现设备价值的最大化。
6.3设备智能化
随着互联网技术的兴起，设备智能化将是激光加工技术又一大趋势。智能工厂将各种生产计划、材料的加工数据上传至企业云端，工程师们在办公室内通过远程终端遥控，发出作业指令，控制设备运行状态，实现产品生产过程的数字化、自动化和信息化。
结束语
在互联网+、5G等信息化技术大量引入之后，激光加工制造也开始向智能化制造转型。在国家大力提倡企业坚持技术创新的背景下，国产激光生产厂家将不断加大研发投入，为市场提供性价比更高的激光设备，从而带动新兴领域和传统制造工艺革新，也为未来工程机械制造业激光加工技术的更加广泛应用提供了技术支持。
参考文献：
[1]尹杰，董松金，刘言学，等.激光加工技术在工程机械制造中的应用探讨[J].工程机械，2011，42：50.
[2]李敏，马志国.激光加工技术在工程机械制造中的应用分析[J].内燃机与配件，2016（10）：23-25.