激光加工是采用高能量的光束对材料进行局部加热,使材料表面熔化、气化、转性,从而使工件达到所期望的加工目的,这称之为激光制造或者激光加工。如今激光加工在国内发展得十分迅速,已经渗透到上百个行业的生产线中。

激光技术应用在金属加工中是较为合适的,在当前全球激光加工应用中,金属材料加工占据了超过85%的比重。金属材料加工中,以普通钢铁材料加工占据大部分,钢铁材料应用量无疑是最大,特别是不锈钢、合金钢已经用于生活方方面面了。

然而激光在其他金属材料,如铜、铝以及其他有色金属的应用量还是很少,铜与铝合金是许多工业产品最开始的基础材料,它具备优质的导电率、传热性、抗腐蚀和耐磨性能。铝合金具有很高强度,是实现轻量化的好材料,但本文重点谈的是钢材料。

铜材的激光切割
常见的铜材料从种类上可分为黄铜、紫铜、纯铜等,而从形状上可分为线、棒、管、板、带、条等。铜其实是一种古老的金属,例如数千年前的青铜器,铜的耐腐蚀性很强,近代出土的青铜器几乎没有磨损,铜是十分良好的工艺品原料。激光加工铜材料将会是一个非常有前景的选择。
钢板、铜片与铜管三种形状应该是最适用激光切割的,但是铜属于高反射性材料,在古代还会用铜片做成镜子,铜对激光束的吸收性较低,很多时候是低于30%,相当于有70%的激光被反射,不仅造成能量损耗浪费,而且反射光还容易造成加工头、镜片、激光器等部件损坏。因此在以往较长一段时间铜都是激光切割一大挑战,一些做切割头的企业也对加切割头做了防反射光的设计,这让光纤激光器在铜片切割应用打开了市场。如今20mm的铜片采用15000W即可轻松切割了。

铜材料应用广泛将带动激光加工需求
铜是非常好的导电材料,因此在电力、线缆、电机、开关、印制电路板、电容器、通信器件,电信基站等有大量的应用。铜有着很好的导热性,在热交换器、制冷设备、家电、管道等有着广泛的应用。另外,铜在电池行业应用很多,特别是近几年电池封装、动力电池的电芯逐渐采用了激光焊接技术。钢在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。随着激光工艺的逐渐成熟,同时在铜材料相关部件使用激光加工,未来预估铜材料的激光加工会为激光设备带来超过百亿元的设备需求,成为激光产业一个新的增长点。