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基于激光的众多优点,激光加工设备的研制和激光加工技术的进步正在改变着传统加工方式,大功率YAG激光器的研制及有色金属的激光加工也成为一项重要课题。作者对工业用固体脉冲YAG激光器及加工设备进行了研制,并对镁合金AZ31和铝合金5A06进行了切割试验及微观金相研究,从切割工艺性能、割缝断面形貌形成机理等方面进行了分析讨论。在激光加工设备的研制中,基于大功率固体YAG激光器设计的四项关键技术,研制出一台大功率固体脉冲YAG激光器样机。机床部分采用龙门式结构,由平面工作台、横梁部分、旋转机构及随动装置构成;采用数控系统控制,实现了激光电源、冷却系统及机床四轴伺服系统的有机结合;整个激光加工系统功能完善,各项指标满足使用要求。通过对激光器的功率测试得出,调节电压对激光器的平均功率、脉冲能量和峰值功率都有较大影响,三者都随电压的增加而增大;脉冲宽度的增大也会使平均功率、脉冲能量和峰值功率增大;频率对激光器的平均功率影响较大,对脉冲能量和峰值功率影响很小;本激光器所能达到的最大平均功率为486W,单脉冲能量为83.8J,峰值功率为9200W。测得激光器能量转换效率最大达到4.1%;测量并计算得出输出激光束的光束参数乘积Kf为16.5mm·mrad;经打孔试验测量聚焦光斑直径最小可达17μm。对4mm厚的镁合金AZ31板材进行的激光切割试验,切割工艺参数中电压、脉宽、频率和离焦量对割缝宽度的影响较大;电压和脉宽对割缝背面挂渣有一定的影响。激光切割（氩气辅助）镁合金割缝断面距板材上表面1/4以下形成一层重熔层,最厚达到120μm;重熔层上有很多微小裂纹,扩展深度达140μm;重熔层与母材交界处没有发现明显的热影响区。重熔层和母材的物相种类组成是一致的,均为Mg固溶体和金属间化合物Al12Mg17。激光切割断面重熔层的显微硬度由内到外逐渐增大,母材一侧接近重熔层边界热影响区硬度比母材稍大。激光切割镁合金材料的切割质量受辅助气体的种类影响较大,从总体的切割质量上对比,使用氩气、氮气和氧气作为辅助气体,切割质量依次变差,其中使用氧气切割的割缝宽且断面和背面氧化严重。使用空气等离子弧切割4mm厚的AZ31镁合金板,切缝约是激光切割的4倍,且切割断面容易氧化;断面也形成薄的重熔层,且内部有大量气孔,但无裂纹;下部热影响区明显,厚度达到50μm。对厚度为4mm的5A06铝合金板材进行的激光切割试验,工艺参数中功率、频率和离焦量对割缝宽度影响较大;割缝背面挂渣现象较多,但一般无氧化现象。激光切割铝合金切缝断面形貌与激光切割镁合金相似,断面上形成重熔层,内部有许多微裂纹和少量气孔,切割热影响区不明显。空气等离子弧切割的切缝宽度整体也为激光切割的4倍,而垂直度为激光切割的十几倍;空气等离子弧切割铝合金也形成较薄的重熔层,最厚达到30μm,也未发现明显的热影响区。