本书共9章，内容包括激光加工概述、激光器、激光加工系统及安全防护、激光雕刻与切割、激光焊接、激光打标、激光增材制造、激光内雕及其他激光加工技术。在激光雕刻与切割、焊接、激光打标、激光增材制造与激光内雕等核心章节中，分别设置了1～2个创新实践项目，内容涵盖项目目标、实训步骤及典型作品展示，并融入人工智能与设备智能化创新设计等新兴技术，体现“智能化”在工程实践教学中的具体应用。本书立足工程训练“项目制”教学改革背景，秉持“技术理论助力实践教学”的编写理念，以技术理论为主，实践项目融合，系统介绍激光加工技术的基础理论、工艺原理和典型的项目制教学实践，并辅以基于制造的数字化设备操作微视频，构建新时代、新形态教材，支撑工程训练课程项目式教学的实施。

本书可作为本科院校和高职高专院校机械类及近机械类专业“工程训练”课程中激光加工、3D打印、焊接等模块的实训指导书，也可作为“激光加工技术基础”“先进制造技术”“高性能增材制造”等相关专业课程的教材或参考用书，或供相关领域的工程技术人员参考。

前言

第1章激光加工概述1

11激光产生的基本原理1

111基本概念1

112激光产生的基本条件1

12激光束的特性2

121激光光束参数2

122激光束特点3

13激光加工技术基础4

131激光加工的基本原理4

132激光与材料的相互作用4

133激光加工技术分类7

134激光加工的基本特点8

14激光加工技术的发展8

思考与练习10

第2章激光器11

21激光器介绍11

211激光器的产生与发展11

212激光器的组成12

213激光器的分类13

22常用激光器的原理与结构14

221HeNe激光器15

222CO2激光器16

223Nd：YAG固体激光器17

224光纤激光器18

225碟片激光器20

226超短脉冲激光器21

思考与练习23

第3章激光加工系统及安全防护24

31激光加工系统组成24

32激光系统25

321激光器25

322光路整形系统25

323光束传输系统26

33机械系统28

34运动轨迹控制与操作系统29

35其他附属结构30

351冷却系统30

352排烟排尘、过滤系统31

36激光加工安全防护31

361激光产品危害等级31

362激光危害32

363激光安全使用的防护标准和

措施32

思考与练习33

第4章激光雕刻与切割34

41激光切割原理、特点及应用34

411激光切割原理及分类34

412激光切割的特点36

413激光切割的应用36

42激光切割机37

421激光切割机的分类37

422非金属激光切割机37

423金属激光切割机39

43激光切割工艺与安全40

431激光切割工艺参数40

432激光切割质量评价42

433激光雕刻44

434激光切割安全操作规程46

44激光雕刻切割实践项目47

441项目1：基于多种材料的图形

雕刻47

442项目2：文创木雕灯的创新

设计与制作49

思考与练习53

第5章激光焊接54

51激光焊发展历程54

52原理、特点、分类及应用54

521激光焊的原理54

522激光焊的特点54

523激光焊的分类55

524激光焊的应用56

53激光焊接机57

531激光焊接机的分类57

532手持式激光焊接机58

533机器人激光焊接机59

54焊接工艺与安全60

541焊接接头形式60

542焊接工艺过程60

543焊接工艺参数62

544激光焊接安全操作规程64

55实践项目：小马扎的制作64

思考与练习68

第6章激光打标69

61激光打标原理及特点69

62常用材料及应用71

621金属材料71

622非金属材料71

623复合材料72

63激光打标设备72

631激光打标机分类72

632激光打标机73

64激光打标工艺与安全74

641激光打标工艺74

642激光打标安全事项76

65激光打标创新实践76

651项目1：设备铭牌的设计制作76

652项目2：激光打标刻蚀制备超疏

水表面微结构78

思考与练习80

第7章激光增材制造81

71增材制造原理、工艺及分类81

711增材制造原理81

712增材制造工艺及分类81

72激光增材制造技术82

721立体光固化82

722选区激光烧结85

723选区激光熔化86

724激光定向能量沉积87

73其他增材制造工艺88

731熔融沉积成形88

732黏结剂喷射成形91

733分层实体制造92

74实践项目：3D打印一体化活动件的

设计与制作92

思考与练习94

第8章激光内雕95

81概述95

811激光内雕的发展历程95

812激光内雕的原理97

813激光内雕的特点98

814材料及应用99

82激光内雕机99

83激光内雕工艺与安全101

831工艺流程101

832激光内雕机的维护102

833激光内雕机的安全操作规程102

84创新实践：AI赋能的激光内雕创新

制作103

思考与练习106

第9章其他激光加工技术107

91激光表面改性技术107

911技术分类107

912激光表面淬火108

913激光表面熔覆108

914激光表面合金化108

915激光表面改性典型应用109

92激光微细加工110

921概述110

922加工原理111

923技术分类111

924典型应用112

93激光清洗技术113

931原理及特点113

932激光清洗的分类113

933激光清洗的应用114

94激光复合加工技术114

941激光辅助车削技术114

942激光与电火花复合加工技术115

思考与练习115

参考文献116

近年来，随着激光器种类的丰富、成本的显著下降以及应用技术的日益成熟，激光加工已从一种特殊加工手段逐步发展成为制造业中通用化、关键性的工艺方式。当前，我国激光加工设备产业正处于高速发展期，据行业统计，自2021年起，我国激光设备市场规模已稳居全球首位。在国家与地方政府政策的推动下，如《“十四五”智能制造发展规划》等文件的出台，为激光加工全产业链的创新发展提供了坚实支撑。

工程训练作为高校普遍开设的必修课程，兼具公共基础与专业基础特征，旨在引导学生初步建立对工业工程与制造技术的认知，为后续专业学习奠定基础。激光加工技术，包括激光雕刻与切割、激光焊接、激光打标、激光增材制造与激光内雕等，已成为该课程的核心模块。随着国家对拔尖创新人才需求的提升，激光加工更成为开展“项目制”实践教学和科创竞赛的重要技术支撑。为适应教学改革需求，本书突出理实融合，构建“文字+图表+数字化资源”一体化的新形态教材，并积极探索线上线下混合式实践教学模式，系统整合激光加工知识结构，强化理论教学与创新实践的结合，致力于实现学生知识、能力与素养的协同发展，为高阶专业学习筑牢根基。

本书基于激光技术最新进展，以“技术理论服务实践教学”为理念，系统阐述激光加工的基础理论、工艺方法、设备系统及实际应用。全书以理论为主线，融入典型实践项目，并配套数字化设备操作微视频，构建符合新时代教学需求的内容体系。全书力求结构合理、内容系统、阐述清晰、图文并茂，实现教材内容与实践教学环节的紧密衔接。

多位长期从事激光技术科学研究的学者、一线实践教师以及企业工程师参与了本书的编写工作。编写团队具备扎实的理论基础、丰富的教学与竞赛指导经验，以及课程设计、毕业设计等多环节的教学积累。全书由戴明华、刘新、卢绣熔担任主编，刘新负责本书的体系设计与内容审定，戴明华负责第1、4章的编写与全书统稿，李英芝编写第2、3章，薛冰编写第5章，宋金龙编写第6章，马海波编写第7、9章，于欣编写第8章并整理线上资源； 牛方勇、杜巍、卢绣熔、钱希兴、刘立东等通过内容规划指导、设备资料搜集与项目开发等方式参与了编写。在数字化资源建设方面，戴明华完成了激光切割、打标与内雕视频的建设，马海波负责激光增材制造视频的建设，钱希兴负责金属激光切割视频的建设，许强承担激光焊接视频的建设。

本书在编写过程中参考了同类教材与专著，谨向相关作者致以诚挚谢意。特别感谢国家级教学名师梁延德教授对本书出版的关怀与支持；感谢辽宁省教学名师张红哲教授在章节内容与视频资源建设中的全面指导；感谢北京正天激光田智昊、郭力提供的设备资料与案例。研究生张柄桢、张嘉豪、谢逸翔、张书旗在文字与图表整理中付出了辛勤劳动，在此一并致谢。

限于编者水平，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。

编者2026