激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀及展望

摘要：文章通過對激光焊接技術(shù)的內(nèi)涵以及分類出發(fā)，就目前國內(nèi)外激光焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀進行綜合性、系統(tǒng)性的分析，并結(jié)合未來制造業(yè)發(fā)展需求以及激光焊接的特點，對其未來的應用以及發(fā)展進行展望。

關鍵詞：激光焊接技術(shù)；研究現(xiàn)狀；未來制造業(yè)

中圖分類號：TG456 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）06-0011-02

21世紀是現(xiàn)代科技高速發(fā)展的時代，而激光技術(shù)作為目前時代發(fā)展中人們所最為矚目的可擊之一，其不僅僅是應用于現(xiàn)代軍事領域，同樣隨著激光技術(shù)的日益嫻熟以及其本身的制造工藝和應用工藝的普遍化，未來能夠在更多的行業(yè)得到廣泛應用，其中就包括傳統(tǒng)制造業(yè)。由于傳統(tǒng)焊接本身更多是依賴于焊接人員自身的工作經(jīng)驗以及對于焊接目標的目測實現(xiàn)焊接，其往往精度存在一定的偏差性，很難實現(xiàn)高精度項目的作業(yè)，而激光焊接無疑能夠有效解決這一難題，利用激光技術(shù)準確對現(xiàn)有的目標進行準確的焊接，從而大大提升了焊接的準確性和有效性。未來隨著工業(yè)現(xiàn)代化的迅猛發(fā)展，激光焊接技術(shù)有著廣闊的應用空間。鑒于此，本文主要通過對激光焊接技術(shù)的內(nèi)涵以及分類出發(fā)，就目前國內(nèi)外激光焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀進行綜合性、系統(tǒng)性的分析，并由此結(jié)合未來制造業(yè)發(fā)展需求以及激光焊接的特點，對其未來的應用以及發(fā)展進行展望。

1 激光焊接技術(shù)的內(nèi)涵及分類

激光焊接顧名思義就是傳統(tǒng)焊接技術(shù)與現(xiàn)代激光科技的結(jié)合，其主要是利用利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法，利用激光本身的高度聚焦，在短時間內(nèi)形成強烈的脈沖，從而對材料進行加工和切割。相對于傳統(tǒng)焊接而言，其本身精度更高，更加的靈敏，焊接小了也更高，因而適用于在材料的微小區(qū)域進行焊接。激光焊接技術(shù)借助于特定的戒指的往復振蕩，將其轉(zhuǎn)化為高輻射能量，并且對這一輻射能量進行聚焦，由此超過材料的燃點，最終實現(xiàn)不同材料之間的粘連。

從現(xiàn)代激光焊接的發(fā)展現(xiàn)狀以及特點來看，其主要分為兩類，一是激光深焊接，其主要是通過將大功率激光束直接投射到材料表面，利用熱能與光能的轉(zhuǎn)化，從而使得材料在持續(xù)照射下軟化直至融化；另一類是是熱傳導焊接技術(shù)，與激光深焊接的主要差異在于材料表層的熱量通過熱傳導方式繼續(xù)向材料內(nèi)部傳送，最終實現(xiàn)使焊接材料合二為一。

上述兩種激光焊接其主要是利用了不同能量之間的轉(zhuǎn)換從而實現(xiàn)了對于不同材料的粘連，即實現(xiàn)了焊接。由于激光焊接本身精度更高，更加容易對能量進行聚焦，因而更加容易控制，且能夠?qū)崿F(xiàn)較遠距離的焊接，因此其本身的應用更多的是在現(xiàn)代高新技術(shù)行業(yè)，例如電子器件以及儀表器件等對于焊接精度要求較高的行業(yè)，借助于其獨特的優(yōu)點，目前已成功應用于微、小型零件的精密焊接中。而未來隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展以及不斷進步，對于激光焊接的應用以及發(fā)展也變得更加的多元化，從而形成更多的分類，例如雙光束復合焊、激光-MIG復合焊、激光-電弧復合焊等等，他們的出現(xiàn)無疑能夠進一步拓寬激光焊接技術(shù)的應用領域，提升整體傳統(tǒng)制造業(yè)的焊接效率和精準度。

2 當前激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀

2.1 國外對其研究現(xiàn)狀

由于國外激光技術(shù)以及制造業(yè)較為發(fā)達，因此他們早在上世紀八十年代就已經(jīng)逐步開始研究以及分析如何將現(xiàn)代激光技術(shù)應用在傳統(tǒng)制造業(yè)中。以歐盟、美國等西方國家和亞洲的日本為例，他們借助于自身發(fā)達的科學技術(shù)實力以及良好的制造業(yè)基礎，在政府合理的引導以及財政支持下，激光焊接技術(shù)發(fā)展非常快速，特別是進入新世紀以后，已經(jīng)在許多的制造業(yè)和其他行業(yè)中能夠看到激光焊接結(jié)束的應用，包括電子工業(yè)、造船工業(yè)、汽車工業(yè)等等，都能夠看到現(xiàn)代激光焊接技術(shù)的應用。并且，他們?yōu)榱四軌驅(qū)φ麄€技術(shù)進行合理的應用，已經(jīng)初步形成了焊接技術(shù)的行業(yè)標準，從而使得其能夠在一個合理可控的范圍內(nèi)得到應用。與此同時，為了進一步提升焊接效率，使得激光焊接技術(shù)能夠更好地應用于現(xiàn)代大型生產(chǎn)，特別是大型制造業(yè)以及建筑業(yè)，西方發(fā)達國家近年來在積極研究如何提升激光焊接的效率，通過大功率激光器的研究，進一步推動和實現(xiàn)大功率激光焊接技術(shù)的實現(xiàn)，由此真正將其應用到大型制造業(yè)、建筑業(yè)甚至是軍事領域，進行潛艇以及軍艦的制造。

2.2 國內(nèi)對其研究現(xiàn)狀

相對于國外成熟的技術(shù)而言，我國指導改革開放之后在開始逐步接觸和了解激光技術(shù)，而直到上世紀九十年代末才開始逐漸將激光技術(shù)與傳統(tǒng)焊接應用相結(jié)合。目前，激光焊接技術(shù)研究在國內(nèi)走在前列的當屬哈爾濱焊接研究所。近年來，其除了進一步拓寬和研發(fā)新的激光焊接種類以及設備之外，也在積極模仿以及參照國外研究的最新動向，不斷尋求大功率激光焊接技術(shù)的突破與發(fā)展。而最新的研究成果顯示，他們成功克服了國內(nèi)大型構(gòu)件的焊接難題，這無疑標志著我國在激光焊接技術(shù)領域的重大突破，也為未來大型工程重大應用奠定了基礎。

除此之外，目前國內(nèi)的激光焊接技術(shù)研究還集中在激光熱絲焊、異種金屬焊等領域，他們都是現(xiàn)代激光焊接技術(shù)研究的最新課題。而國外在相關研究領域已經(jīng)取得了突破，特別是德國已經(jīng)初步掌握了異種金屬焊的技巧和方式，而未來我國要想真正熟練的應用以及掌握激光焊接技術(shù)，將其應用到更多的領域以及行業(yè)內(nèi)，無疑就必須要攻破上述課題，要進一步完善以及優(yōu)化激光焊接技術(shù)。

總體而言，雖然國內(nèi)的激光焊接技術(shù)與國外目前的研究以及發(fā)展進度存在一定的差距，但是隨著研究的不斷深入，這一差距正在被逐步縮短，未來其必然會被廣泛應用于實際生產(chǎn)和生活中。

3 激光焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢

激光焊接作為現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合體，其相對于傳統(tǒng)焊接技術(shù)而言，尤其獨特之處并且本身的應用領域以及應用層面更加廣泛，可以極大的提升焊接的效率和精度。其功率密度高、能量釋放快，從而更好的提高了工作效率，同時其本身的聚焦點更小，無疑使得縫合的材料之間的黏連度更好，不會造成材料的損傷和變形，所以焊接之后也無需進行后續(xù)處理。由此，其本身主要是應用于高新技術(shù)領域，而未來隨著人們對于這一技術(shù)的了解以及掌握的不斷深入，必然可以應用于更多的行業(yè)以及領域。

可以說激光焊接技術(shù)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)焊接技術(shù)所無法應用領域，其能夠簡單的實現(xiàn)不同材質(zhì)、金屬與非金屬等多種焊接需求，并且因為激光本身的穿透性和折射性，使得其能夠依據(jù)光速本身的運行軌跡，實現(xiàn)360度范圍內(nèi)的隨意焦，而這無疑是傳統(tǒng)焊接技術(shù)發(fā)展下所無法想象的。除此之外，因為激光焊接能夠在短時間內(nèi)釋放大量熱量實現(xiàn)快速焊接，因而其對于環(huán)境要求更低，能夠在一般室溫條件下進行，而無需再在真空環(huán)境或是氣體保護狀態(tài)下。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，人們對于激光技術(shù)的了解以及認知程度最高，其也從最初的軍事領域逐步擴展到現(xiàn)代民用領域，而激光焊接技術(shù)的出現(xiàn)進一步拓展了激光技術(shù)的應用范圍。未來激光焊接技術(shù)不僅僅能夠用于汽車、鋼鐵、儀器制造等領域，其必然還可以在軍事、醫(yī)學等等更多的領域得到應用，特別是在醫(yī)學領域，借助于其本身的高熱量、高融合、衛(wèi)生等特點，更好的在神經(jīng)醫(yī)學、生殖醫(yī)學等臨床診治中應用。而其本身的精度優(yōu)勢也會在更多的精密儀器制造業(yè)中得到應用，從而不斷造福人類以及社會的發(fā)展。

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作者簡介：郭金霞（1964—），遼寧鐵嶺人，供職于遼寧工程職業(yè)學院，研究方向：焊接技術(shù)與工程。