火花機加工技術：激光加工原理 激光加工（laser beam machining，LBM）是在光熱效應下產生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。 通過光學系統將激光束聚焦成尺寸與光波波長相近的極小光斑，其功率密度可達107～1011w/cm2，溫度可達一萬攝氏度，將材料在瞬間（10-3s）熔化和蒸發，工件表面不斷吸收激光能量，凹坑處的金屬蒸汽迅速膨脹，壓力猛然增大，熔融物被產生的強烈沖擊波噴濺出去。

激光加工的特點

1）激光加工屬非接觸加工，無明顯機械力，也無工具損耗，工件不變形，加工速度快，熱影響區小，可達高精度加工，易實現自動化。

 2）因功率密度是所有加工方法中最高的，所以不受材料限制，幾乎可加工任何金屬與非金屬材料。

 3）激光加工可通過惰性氣體、空氣或透明介質對工件進行加工，如可通過玻璃對隔離室內的工件進行加工或對真空管內的工件進行焊接。

 4）激光可聚焦形成微米級光斑，輸出功率大小可調節，常用于精密細微加工，最高加工精度可達0.001mm，表面粗糙度Ra值可達0.4～0.1。

 5）能源消耗少，無加工污染，在節能、環保等方面有較大優勢。

激光加工的應用

（1）激光打孔 激光打孔主要用于特殊材料或特殊工件上的孔加工，如儀表中的寶石軸承、陶瓷、玻璃、金剛石拉絲模等非金屬材料和硬質合金、不銹鋼等金屬材料的細微孔的加工。 激光打孔的效率非常高，功率密度通常為107～108w/cm2，打孔時間甚至可縮短至傳統切削加工的百分之一以下，生產率大大提高。。

（2）激光焊接 激光束焊接是以聚集的激光束作為能源的特種熔化焊接方法。 激光器利用原子受激輻射的原理，使物質受激而產生波長均一，方向一致和強度非常高的光束。經聚焦后，激光束的能量更為集中，能量密度可達105~107W/cm2。 如將焦點調節到焊件結合處，光能迅速轉換成熱能，使金屬瞬間熔化，冷卻凝固后成為焊縫。

（3）激光切割 激光切割是利用聚焦以后的高功率密度（105～107w/cm2）激光束連續照射工件，光束能量以及活性氣體輔助切割過程附加的化學反應熱能均被材料吸收，引起照射點材料溫度急劇上升，到達沸點后材料開始汽化，并形成孔洞，且光束與工件相對移動，使材料形成切縫，切縫處熔渣被一定壓力的輔助氣體吹除。 激光切割是激光加工中應用最廣泛的一種，主要是其切割速度快、質量高、省材料、熱影響區小、變形小、無刀具磨損、沒有接觸能量損耗，噪音小，易實現自動化，而且還可穿透玻璃切割真空管內的燈絲，由于以上諸多優點，深受各制造領域歡迎，不足之處是一次性投資較大，且切割深度受限。

（4）激光表面熱處理 當激光能量密度在103～105w/cm2左右時，對工件表面進行掃描，在極短的時間內加熱到相變溫度（由掃描速度決定時間長短），工件表層由于熱量迅速向內傳導快速冷卻，實現了工件表層材料的相變硬化（激光淬火）。 與其它表面熱處理比較，激光熱處理工藝簡單，生產率高，工藝過程易實現自動化。一般無須冷卻介質，對環境無污染，對工件表面加熱快，冷卻快，硬度比常溫淬火高約15%～20%；耗能少，工件變形小，適合精密局部表面硬化及內孔或形狀復雜零件表面的局部硬化處理，但激光表面熱處理設備費用高，工件表面硬化深度受限，因而不適合大負荷的重型零件。

（5）其它應用 近年來，各行業中對激光合金化、激光拋光、激光沖擊硬化法、激光清洗模具技術也在不斷深入研究及應用中。

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