激光加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工的过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度要求、特别的场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。

1.激光加工的原理

激光加工是将激光束照射到工件的表面，以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触式加工，工具不会与工件的表面直接摩擦产生阻力，所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪声。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工可应用到不同层面和范围上。

2.激光加工的特点

激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域有独特的优势：

1）由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工目的。

2）它可以加工多种金属和非金属，特别能加工具有高硬度、高脆性及高熔点的材料。

3）激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。

4）激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。

5）它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。

6）由于激光束易于导向、聚集，实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。

7）使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。

3.激光打孔

采用脉冲激光器可进行打孔，脉冲宽度为0.1～1ms，特别适于打微孔和异形孔，孔径为0.005～1mm。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。(www.daowen.com)

4.激光切割、划片与刻字

在造船、汽车制造等工业中，常使用百瓦至万瓦级的连续CO₂激光器对大工件进行切割，既能保证精确的空间曲线形状，又有较高的加工效率。对小工件的切割，常用中、小功率固体激光器或CO₂激光器。在微电子学中，常用激光切划硅片或切窄缝，速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记，并不影响流水线的速度，刻划出的字符可永久保持。图10-11所示为激光加工图。

图10-11 激光加工图

5.激光微调

采用中、小功率激光器除去电子元器件上的部分材料，以达到改变电参数（如电阻值、电容量和谐振频率等）的目的。激光微调精度高、速度快，适于大规模生产。利用类似原理可以修复有缺陷的集成电路的掩膜，修补集成电路存储器以提高成品率，还可以对陀螺进行精确的动平衡调节。

6.激光焊接

激光焊接强度高、热变形小、密封性好，可以焊接尺寸和性质悬殊，以及熔点很高（如陶瓷）和易氧化的材料。激光焊接的心脏起搏器，其密封性好、寿命长，而且体积小。激光热处理是用激光照射材料，选择适当的波长和控制照射时间、功率密度，可使材料表面熔化和再结晶，达到淬火或退火的目的。激光热处理的优点是可以控制热处理的深度，可以选择和控制热处理部位，工件变形小，可处理形状复杂的零件和部件，可对不通孔和深孔的内壁进行处理。例如，气缸活塞经激光热处理后可延长寿命；用激光热处理可恢复离子轰击所引起损伤的硅材料。

7.强化处理

激光表面强化技术基于激光束的高能量密度加热和工件快速自冷却两个过程，在金属材料激光表面强化中，当激光束能量密度处于低端时可用于金属材料的表面相变强化，当激光束能量密度处于高端时，工件表面光斑处相当于一个移动的坩埚，可完成一系列的冶金过程，包括表面重熔、表层增碳、表层合金化和表层熔覆。这些功能在实际应用中引发的材料替代技术，将给制造业带来巨大的经济效益。图10-2所示为激光强化处理图。

图10-12 激光强化处理图