激光加工技术作为先进制造技术的重要分支，凭借其高精度、高效率、非接触式加工等优势，在众多领域展现出了广阔的应用前景。本文将介绍激光加工技术的两大核心激光器——CO2激光器与YAG激光器，以及光纤激光器的简要介绍，并在此基础上，详细剖析激光加工技术的多样化应用，特别是激光切割与激光焊接领域。
一、激光器的分类与特性
激光加工技术的核心在于激光器，其性能的优劣直接关系到加工质量和效率。目前，工业应用中最常见的激光器主要包括CO2激光器、YAG激光器及新兴的光纤激光器。
CO2激光器
CO2激光器以其独特的工作机制成为激光加工领域的重要成员。其工作物质为混合气体（通常为CO2、氮气、氦气等），通过放电激发产生激光。该激光器发射的激光波长为10.6μm（即10640nm），属于中红外频段，这一特性使得其激光束能够被大多数材料有效吸收，尤其是非金属材料。CO2激光器输出的是连续激光，能量稳定且连续性强，非常适合于需要长时间稳定加工的场合。
在激光切割领域，CO2激光器展现出了卓越的性能。其激光束的高能量密度能够快速加热材料至汽化温度，形成清洁、光滑的切割表面，切割质量优异。无论是金属还是非金属材料，CO2激光器都能实现高效、高精度的切割，尤其在木材、塑料、皮革等非金属材料的切割上，其优势尤为明显。
YAG激光器
YAG激光器，全称钕掺杂钇铝石榴石激光器，以其高亮度、短脉冲、小热影响区等特点，在金属加工领域占据了一席之地。其工作物质为Nd-YAG晶体，发射的激光波长为1064nm，位于近红外频段。YAG激光器产生的是脉冲激光，这种特性使得它在加工过程中能够迅速将能量集中在极小区域内，实现高精度、低损伤的加工。
由于YAG激光器的波长不易被非金属材料吸收，因此在非金属材料的切割上表现不佳，但在金属切割方面却大放异彩。其脉冲激光能够迅速将金属局部加热至熔点，实现快速、精确的切割，同时热影响区极小，减少了材料的变形和热损伤，保证了加工质量。此外，YAG激光器还适用于打孔、标记、表面处理等多种加工方式。
光纤激光器
作为新兴的激光技术，光纤激光器以其高功率、高光束质量、良好的散热性能等优势，正逐步成为激光加工领域的新宠。光纤激光器利用光纤作为激光传输介质，有效降低了激光在传输过程中的损耗，提高了能量利用率。同时，其紧凑的结构和灵活的操作性，使得光纤激光器在复杂环境下的应用成为可能。
尽管目前光纤激光器的普及程度尚不及CO2激光器和YAG激光器，但其在高精度加工、大型工件加工、远程加工等方面的潜力，正吸引着越来越多的关注和研究。
二、激光加工技术的应用
激光加工技术凭借其独特的优势，在制造业的多个领域得到了广泛应用，其中最为典型的是激光切割和激光焊接。
激光切割
激光切割是利用高功率密度的激光束，将被切割材料迅速加热至汽化温度，形成孔洞，并随着激光束的移动，孔洞连续形成一条狭窄的切缝，从而实现对材料的切割。这一过程具有高精度、高效率、低污染等特点，是钣金加工、汽车制造、航空航天等领域不可或缺的重要工艺。
CO2激光器和YAG激光器在激光切割中各有千秋。CO2激光器因其连续激光的特点，适合切割厚度较大、对切割表面质量要求较高的材料，如非金属材料和部分金属材料。而YAG激光器则以其脉冲激光的优势，更适合切割薄板金属和需要精细切割的场合，如电子元件、精密零件等。
在钣金切割领域，激光切割技术凭借其高效、灵活、高精度的特点，已逐渐取代了传统的机械切割和冲压工艺，成为主流加工方式。随着技术的不断进步，激光切割的适用范围还在不断扩大，未来在更多领域将展现出更大的应用潜力。
激光焊接
激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，通过热传导向材料内部扩散，使材料熔化后形成特定熔池，从而实现焊接。与传统焊接方式相比，激光焊接具有热影响区小、焊接速度快、焊缝质量好、变形小等优点，是精密制造、航空航天、汽车电子等领域的重要连接技术。
激光焊接过程中，激光束的能量密度极高，能够迅速将材料局部加热至熔点，形成稳定的熔池。同时，由于激光束的聚焦性好，可以实现对焊缝的精确控制，保证焊接质量。此外，激光焊接过程中无需添加焊材，减少了材料浪费和环境污染，符合绿色制造的发展趋势。
在汽车电子领域，激光焊接被广泛应用于车身结构件、发动机零部件、传感器等部件的连接。通过激光焊接，可以实现高精度的装配和可靠的连接，提高产品的整体性能和安全性。在航空航天领域，激光焊接则以其高强度、高精度、低变形的特点，成为飞机结构件、发动机叶片等关键部件的首选连接技术。
激光加工技术作为先进制造技术的重要组成部分，正以其独特的优势和广泛的应用前景，引领着制造业的转型升级。随着技术的不断进步和成本的逐步降低，激光加工技术将在更多领域得到应用和推广，为制造业的高质量发展注入新的活力。
