摘要：激光加工技术是一种在激光技术的基础之上发展而来的现代化加工技术内容。这一技术在工业汽轮机叶片加工之中的有效应用，能够在极大程度上促进叶片质量的提高，优化汽轮机的实际应用效果。对此，相关企业以及技术人员应该积极实践，推进激光加工技术在汽轮机叶片生产之中的切实应用。
关键词：汽轮机；叶片制造；激光加工技术
引言：
汽轮机叶片作为汽轮机最为重要的核心部件之一，其质量情况会对汽轮机的整体质量产生巨大影响。将激光加工技术应用到汽轮机叶片制造过程中能有效推进汽轮机叶片制造的质量优化，使其更好的满足现代化工业发展对汽轮机的需求。
1 激光加工技术的原理以及优势
1.1 原理
激光加工技术，就是将激光束投射到加工工件的表面，利用激光的强大能量对工件进行融化、切除等操作，进而改变加工材料的表面性能的现代加工手段。与传统的工业加工方式相比较，激光加工属于现代化的无接触操作，在加工的全部过程之中，加工工具不会与工件表面之间发生直接的接触，自然也就不会因为直接摩擦而产生阻力，因此工作速度非常快。同时，加工工件受热的影响范围相对较小，不会产生噪音。此外，加工操作人员可以直接的对激光束的能量以及移动速度进行调整，如此，激光加工技术就可以在不同类型工件的加工过程之中得到应用。
1.2 优势
激光加工技术是在现代激光技术的基础上衍生出的一种全新生产技术手段，与传统的工业加工技术手段相比，它具有很多现代化的生产技术优势：第一，激光加工技术能对所使用的激光束进行调节，操作灵活，在很多类型的工件加工过程中都取得了良好的应用效果。第二，激光加工技术可被应用于绝大多数的金属、非金属材料加工中，特别是对那些脆性较高、硬度较高、熔点较高的材料，激光加工技术能发挥出巨大的优势。第三，激光加工技术在实际加工过程不会出现任何的磨损，不会产生切削力。第四，激光加工技术在实际加工过程中，光束能量密度非常高，操作速度极快。第五，在对局部进行加工时，激光对没有被照射的位置不会产生影响，能保证工件不会因受热而发生形变，为后续工作的开展奠定了良好基础。第六，激光加工技术能通过一些透明介质对密闭空间工件进行加工。激光束具有聚集性与导向性的特点，在各方向上都可实现自由转换，能够最大限度的与数控系统相吻合。激光加工技术的施工效率较高，且质量容易保证，可取得更大的经济效益。
2 常见的激光加工技术
2.1 激光打孔
使用脉冲激光器，能够操作激光束对工件进行打孔作业，激光脉冲的宽度为0.1-1毫秒之间，适用于微型孔或异形孔的加工。一般来说，激光打孔的孔径在0.005-1毫米之间。现阶段，这一技术已经被广泛地应用到了精密仪表、钟表、珠宝等行业的生产加工过程之中。
2.2 激光切割
激光切割是激光加工行业中最重要的应用技术之一，它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比，最大区别是它具有高速度、高精度以及高适应性的特点，同时还具有割缝窄、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声及切割过程容易实现自动化控制等优点。因此，目前激光切割已广泛地应用于工程机械、汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业制造中。
2.3 激光焊接
激光焊接技术，具有热变形小、焊接强度高、密封性好的突出特点，可以应用到性质以及尺寸悬殊工件的焊接操作过程中。同时，对于陶瓷等熔点很高，以及易氧化的材料，其具有非常好的焊接效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.4 激光打标
激光打标同样也是加工行业中最重要的应用技术之一，聚焦后的极细的激光光束如同刀具，可将物体表面材料逐点去除，其先进性在于标记过程为非接触性加工，不产生机械挤压或机械应力，因此不会损坏被加工物品;由于激光聚焦后的尺寸很小，热影响区域小，加工精细，因此，可以完成一些常规方法无法实现的工艺。激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光点，不需要额外增添其它设备和材料，只要激光器能正常工作，就可以长时间连续加工。激光加工速度快，成本低廉。激光加工由计算机自动控制，生产时不需人为干预。激光能标记何种信息，仅与计算机里设计的内容相关，只要计算机里设计出的图稿打标系统能够识别，那么打标机就可以将设计信息精确的还原在合适的载体上。因此软件的功能实际上很大程度上决定了系统的功能。
2.5 激光微调
应用中小型的激光器，能够便捷地去除电子小型元件上的部分材料，如此，就能够实现改变电参数的切实作用。激光微调具有速度快、精准度高的突出特点，适合在大规模生产中的应用。此外，运用这一技术，可以对有缺陷的基层电路进行修补，完成大部分人工操作难以完成的施工内容。
3 激光加工技术在汽轮机叶片制造中的应用
3.1 汽轮机叶片的激光合金化
激光合金化是指在高密度、高能量的激光束照射下，使工件基体的表层和需要加入的合金元素进行快速融化并混合在一起，使工件表面在短时间内具备合金成分，形成合金化表层。例如，一块调制过的2Cr13基材，其金相组织形态主要表现为铁素体和颗粒状小型碳化物构成的回火素氏体结构，在经过合金化处理后能形成一个更加致密的合金层。通过显微镜的观察，可清楚的看到整个表面没有任何裂纹、气孔，与基体形成了一个完美的冶金结合层。这是因为在激光加工过程中，激光束能量极高，在激光束的照射下使基体迅速融化和冷却，且融化层中的一部分奥氏体没有被分解，加强了合金层的抗腐蚀性与塑韧性。
3.2 汽轮机叶片的激光固溶强化
激光固溶强化主要被应用在一些具有特殊沉淀的硬化材料中。在使用同一激光技术的加工过程中，利用不同区域的温度差异，可对激光束进行固溶扩散操作，以实现固溶强化的根本目的，达到复合性强化的整体效果。例如，在对汽轮机叶片头部实施固溶强化的过程中，首先，以不同热度差别将其分为不同的热影响区、时效硬化层及基体三个色差存在明显区别的区域。其次，对其实施激光固溶强化处理，实现对强化层的进一步激光化。通过此次分析可清楚看到，此激光层所呈现出的网状分布结构，其表面不存在任何裂纹。因为在迅速加热、迅速冷却的过程中，叶片表面硬度明显提高，形成晶化组织，使叶片的塑形性、韧性都得到了进一步增强。
3.3 汽轮机叶片的激光修复
运用激光技术，可以对一些存在质量问题的叶片进行修复处理，进而使其具有更加突出的应用质量。例如：某叶片表面存在大量明显的裂纹以及气孔，使得其韧性以及强度大大降低。此时，运用激光技术对其表面进行强化修复，就能够使叶片的表面形成一层化合成，表面的裂纹以及气孔明显消失，叶片的质量得到了突出的强化，并产生了坚固的冶金结合层。
结束语：
综上所述，激光加工技术作为一种现代化重要的生产加工技术，将其应用到汽轮机叶片制造过程中能有效提高汽轮机叶片质量和整体性能。汽轮机叶片质量对整个汽轮机质量有着至关重要的影响，要想确保汽轮机的安全稳定运行，满足工业发展的根本需求，必须要做好汽轮机叶片制造工作，推广激光加工技术的使用，将激光加工技术应用到其他领域中，使其能更好的服务于汽轮机叶片制造工作。
参考文献：
[1]朱昆林，赵春岩，王国庆，刘强.汽轮机叶片制造中激光加工技术的应用[J].黑龙江科学.2018(16)
[2]梁天赋.浅谈激光加工技术在汽轮机叶片制造中的应用[J].内燃机与配件.2018(04)
[3]姚建华，李传康.激光表面强化和再制造技术的研究与应用进展[J].电焊机.2012(05)
论文作者:王海涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/25
标签：激光论文; 加工论文; 汽轮机论文; 叶片论文; 技术论文; 工件论文; 激光束论文; 《电力设备》2018年第25期论文;