激光加工主要用于切割、表面处理、焊接、打标和打孔等。激光表面处理包括激光相变硬化、激光熔敷、激光表面合金化和激光表面熔凝等。激光加工技术已在众多领域得到广泛应用，随着激光加工技术、设备、工艺研究的不断深进，将具有更广阔的应用远景。由于加工过程中输进工件的热量小，热影响区和热变形小；加工效率高，易于实现自动化。波长为1.06μm金属材料的精密切割、微孔加工、精密焊接等。此外在不需很高功率的半导体制造领域也有广阔的应用远景，如打标、微调、掩模修整、刻划和切割等。高输出功率的YAG激光器目前在产业领域已得到广泛应用。通过切割对比实验发现，用高功率YAG激光器可以实现质量不低于二氧化碳激光器的钢板切割加工。YAG激光器通过光纤传输控制，可以在不锈钢板上打出高深宽比的微孔。波长为1.06μm的YAG激光器由于波是非、金属表面的反射率低，故适用于金属材料的精密切割、微孔加工、精密焊接等。YAG激光器的脉宽和波长可调，其基本波长为1064nm，通过非线性光学元件可以获得二次谐波(532nm)、三次谐波(355nm)和四次谐波(266nm)。四次谐波的波长与KrF准分子激光器的波长相近，因此可用于精密的刻蚀加工。此外YAG高倍频激光器操纵轻易、输出稳定。激光加工技术有以下很多独特的优点。

　　(1)可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。

　　(2)无需直接作用于工件；生产效率高，加工质量稳定可靠。

　　(3)加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影响极小。其影响区小，工件变形小。

　　(4)激光束易于导向、聚焦实现作各方向变换，极易与数控系统配合，形成智能化控制系统。

4 激光加工机械密封的应用

　　机械密封环所用的材料，一般是以WC为代表的各种硬质合金以及各种新陶瓷，如SiC、SiN等，它们都具有很大的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。激光加工是指利用高能量密度激光束对材料表面进行往除材料的一种特殊加工方法。到目前为止，该方法广泛应用的技术有激光切割、激光打孔、激光打标等。激光加工机械密封环表面微凹坑，实现密封的高性能运行，已有一定程度的研究。由于激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工，影响因素很多，因此精微加工时，精度和表面粗糙度不易保证，必须进行反复的实验，寻找优化的工艺参数及公道辅助工艺措施，才能保证加工质量要求。

　　对于机械密封端面改形及表面处理，普通加工方法显得严重不足。激光加工无疑是密封环端面形貌改良的最佳方法。通过研究不同的激光器，不同的激光强度，不同的辅助条件来寻找一种合适的加工设备，国内外在这方面都取得了一定的进步。Muller在1997年利用激光技术加工出了“液体回流式”流体润滑机械密封的槽型，并采用有限元法分析了端面之间流体的活动，以及通过试验验证了这种槽型能产生更大的承载能力。Etsion教授也利用激光技术进行密封表面规则微凹坑的加工，刻出不同几何外形、大小和孔隙率的微凹坑如图3所示，并对均匀孔直径为90μm，不等孔深2～26μm，孔隙率25％的激光纹理环进行了磨损试验。在国内，天津激光研究所利用激光打标技术在陶瓷密封环上加工出了深度不等的螺旋槽。

　　流体动压型密封受到流体动压轴承的启示，通过在密封端面上开槽、台阶、斜面、孔等主动利用流体动、静压特性。在端面上开槽主要是开微米级的槽，深度大约3—5μm，略大于端面问的间隙1μm。利用激光加工而成的非接触式机械密封，其密封面问的摩擦只有流体之间的内摩擦，并且工作在流体润滑状态下，这就大大延长了机械密封的寿命。

5 展看与趋势

　　基于流体动压润滑理论的非接触式机械密封，通过密封环端面改形技术来实现非接触、零泄露。由于节能、环保的要求，对密封性能要求越来越高。激光加工机械密封端面，实现各种形貌特征，必将是一个趋势。目前非接触式研究还不够成熟，激光加工的密封产品还没有成为规模，还不是非常普及。怎样选择合适的激光加工参数和辅助条件，使加工出的产品造型尺寸精确，是一个重要的课题。应用激光加工方法，加工出各种外形的端面形貌，使之具有非接触液体润滑的能力，具有巨大的实用价值。

　　在激光加工技术方面还有很多课题需要研究，如降低加工装置本钱、进步加工效率及加强复杂零件加工的适应性等，特别是在精细加工方面，如何进步光束质量、聚光性以及输出功率均是重要的研究课题。激光加工作为一种运用计算机、数控等先进技术的自动化加工方式，今后随着科学技术的进步，必将获得更大的应用和发展。采用激光处理技术可以扩大密封的使用范围，进步密封的可靠性，节省辅助设备。因此研究机械密封端面的激光加工方法及具有激光加工槽形的机械密封的性能，具有巨大的技术潜力和更大的贸易价值。