激光加工主要用於(yu) 切割、表麵處理、焊接、打標和打孔等。激光表麵處理包括激光相變硬化、激光熔敷、激光表麵合金化和激光表麵熔凝等。激光加工技術已在眾(zhong) 多領域得到廣泛應用，隨著激光加工技術、設備、工藝研究的不斷深進，將具有更廣闊的應用遠景。由於(yu) 加工過程中輸進工件的熱量小，熱影響區和熱變形小；加工效率高，易於(yu) 實現自動化。波長為(wei) 1.06μm金屬材料的精密切割、微孔加工、精密焊接等。此外在不需很高功率的半導體(ti) 製造領域也有廣闊的應用遠景，如打標、微調、掩模修整、刻劃和切割等。高輸出功率的YAG激光器目前在產(chan) 業(ye) 領域已得到廣泛應用。通過切割對比實驗發現，用高功率YAG激光器可以實現質量不低於(yu) 二氧化碳激光器的鋼板切割加工。YAG激光器通過光纖傳(chuan) 輸控製，可以在不鏽鋼板上打出高深寬比的微孔。波長為(wei) 1.06μm的YAG激光器由於(yu) 波是非、金屬表麵的反射率低，故適用於(yu) 金屬材料的精密切割、微孔加工、精密焊接等。YAG激光器的脈寬和波長可調，其基本波長為(wei) 1064nm，通過非線性光學元件可以獲得二次諧波(532nm)、三次諧波(355nm)和四次諧波(266nm)。四次諧波的波長與(yu) KrF準分子激光器的波長相近，因此可用於(yu) 精密的刻蝕加工。此外YAG高倍頻激光器操縱輕易、輸出穩定。激光加工技術有以下很多獨特的優(you) 點。

　　(1)可以對多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料。

　　(2)無需直接作用於(yu) 工件；生產(chan) 效率高，加工質量穩定可靠。

　　(3)加工速度快，並且是局部加工，對非激光照射部位沒有或影響極小。其影響區小，工件變形小。

　　(4)激光束易於(yu) 導向、聚焦實現作各方向變換，極易與(yu) 數控係統配合，形成智能化控製係統。

　　4 激光加工機械密封的應用

　　機械密封環所用的材料，一般是以WC為(wei) 代表的各種硬質合金以及各種新陶瓷，如SiC、SiN等，它們(men) 都具有很大的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。激光加工是指利用高能量密度激光束對材料表麵進行往除材料的一種特殊加工方法。到目前為(wei) 止，該方法廣泛應用的技術有激光切割、激光打孔、激光打標等。激光加工機械密封環表麵微凹坑，實現密封的高性能運行，已有一定程度的研究。由於(yu) 激光加工是一種瞬時、局部熔化、氣化的熱加工，影響因素很多，因此精微加工時，精度和表麵粗糙度不易保證，必須進行反複的實驗，尋找優(you) 化的工藝參數及公道輔助工藝措施，才能保證加工質量要求。

　　對於(yu) 機械密封端麵改形及表麵處理，普通加工方法顯得嚴(yan) 重不足。激光加工無疑是密封環端麵形貌改良的最佳方法。通過研究不同的激光器，不同的激光強度，不同的輔助條件來尋找一種合適的加工設備，國內(nei) 外在這方麵都取得了一定的進步。Muller在1997年利用激光技術加工出了“液體(ti) 回流式”流體(ti) 潤滑機械密封的槽型，並采用有限元法分析了端麵之間流體(ti) 的活動，以及通過試驗驗證了這種槽型能產(chan) 生更大的承載能力。Etsion教授也利用激光技術進行密封表麵規則微凹坑的加工，刻出不同幾何外形、大小和孔隙率的微凹坑如圖3所示，並對均勻孔直徑為(wei) 90μm，不等孔深2～26μm，孔隙率25％的激光紋理環進行了磨損試驗。在國內(nei) ，天津激光研究所利用激光打標技術在陶瓷密封環上加工出了深度不等的螺旋槽。

　　流體(ti) 動壓型密封受到流體(ti) 動壓軸承的啟示，通過在密封端麵上開槽、台階、斜麵、孔等主動利用流體(ti) 動、靜壓特性。在端麵上開槽主要是開微米級的槽，深度大約3—5μm，略大於(yu) 端麵問的間隙1μm。利用激光加工而成的非接觸式機械密封，其密封麵問的摩擦隻有流體(ti) 之間的內(nei) 摩擦，並且工作在流體(ti) 潤滑狀態下，這就大大延長了機械密封的壽命。

5 展看與(yu) 趨勢

　　基於(yu) 流體(ti) 動壓潤滑理論的非接觸式機械密封，通過密封環端麵改形技術來實現非接觸、零泄露。由於(yu) 節能、環保的要求，對密封性能要求越來越高。激光加工機械密封端麵，實現各種形貌特征，必將是一個(ge) 趨勢。目前非接觸式研究還不夠成熟，激光加工的密封產(chan) 品還沒有成為(wei) 規模，還不是非常普及。怎樣選擇合適的激光加工參數和輔助條件，使加工出的產(chan) 品造型尺寸精確，是一個(ge) 重要的課題。應用激光加工方法，加工出各種外形的端麵形貌，使之具有非接觸液體(ti) 潤滑的能力，具有巨大的實用價(jia) 值。

　　在激光加工技術方麵還有很多課題需要研究，如降低加工裝置本錢、進步加工效率及加強複雜零件加工的適應性等，特別是在精細加工方麵，如何進步光束質量、聚光性以及輸出功率均是重要的研究課題。激光加工作為(wei) 一種運用計算機、數控等先進技術的自動化加工方式，今後隨著科學技術的進步，必將獲得更大的應用和發展。采用激光處理技術可以擴大密封的使用範圍，進步密封的可靠性，節省輔助設備。因此研究機械密封端麵的激光加工方法及具有激光加工槽形的機械密封的性能，具有巨大的技術潛力和更大的貿易價(jia) 值。