激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

董繼同 張?zhí)?/p>

摘 要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，工業(yè)占據(jù)重要的地位，工業(yè)的發(fā)展需要應(yīng)用到激光技術(shù)，并且激光技術(shù)是當(dāng)今各國研究的核心。隨著工業(yè)發(fā)展過程中，對(duì)環(huán)保、自動(dòng)化以及高效的需求在不斷的增加，激光技術(shù)的應(yīng)用范圍也隨之?dāng)U大，并在制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，尤其是激光焊接技術(shù)的應(yīng)用成為重中之重。本文就激光焊接技術(shù)的概況進(jìn)行闡述，并分析激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并對(duì)其激光焊接技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討，從而有效的促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：激光焊接技術(shù);研究現(xiàn)狀;應(yīng)用

在激光工藝技術(shù)中，其激光焊接技術(shù)是其核心內(nèi)容，并且也是目前重點(diǎn)發(fā)展的一種焊接技術(shù)。根據(jù)研究分析，國外已經(jīng)將激光焊接技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。但是我國的激光焊接技術(shù)剛剛起步，在應(yīng)用到工業(yè)發(fā)展中的時(shí)候，還需要根據(jù)我國工業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)制定出相關(guān)的應(yīng)用策略。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，在未來的發(fā)展中，高效的加工技術(shù)將會(huì)是發(fā)展重點(diǎn)，而激光焊接技術(shù)比較符合這一發(fā)展趨勢(shì)，其未來的發(fā)展前景比較廣闊，還需要對(duì)其進(jìn)行不斷的研究，加大在工業(yè)中的應(yīng)用范圍與效率。

1 激光焊接技術(shù)的概況

對(duì)激光焊接技術(shù)的研究中，首先需要對(duì)其基本概況進(jìn)行了解。激光焊接技術(shù)指的是一種高效焊接工藝，其主要是通過運(yùn)用激光束的輻射能量來實(shí)現(xiàn)的，將激光束進(jìn)行高度的聚焦處理，并在此前提下，形成較高能量的激光脈沖，并以此來對(duì)材料進(jìn)行加工，其使用范圍是針對(duì)材料微小區(qū)域的焊接。與其他傳統(tǒng)的焊接技術(shù)對(duì)比分析，激光焊接技術(shù)具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，其具有深度大、不易變形、速度快、焊接設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，并且針對(duì)室溫等特殊環(huán)境中可以正常進(jìn)行焊接，針對(duì)難溶材料包括石英、鈦等可以進(jìn)行焊接，其焊接效果好。但是在激光焊接的過程中，還會(huì)存在一定的缺陷與不足，其對(duì)焊接的配件要求較高，并且激光束在工件中的位置必須要準(zhǔn)確，不得出現(xiàn)較大的偏移，其相關(guān)設(shè)備的成本較高，一次性的投資比較大[1]。

2 激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀

目前，針對(duì)我國激光焊接技術(shù)的研究，其主要的激光生產(chǎn)設(shè)備有kw級(jí)的二氧化碳激光設(shè)備、1kw以下的固體YAG激光設(shè)備。在激光焊接技術(shù)研究的過程中，其研究領(lǐng)域主要集中在等離子體的形成機(jī)理、特性分析與檢測(cè)、控制與激光模擬、激光堆焊、水下焊接技術(shù)、各種材料激光焊以及激光切割質(zhì)量等方面。目前，激光焊接技術(shù)在高強(qiáng)度鋼方面的焊接研究還不夠完善，其應(yīng)用缺少數(shù)據(jù)支持，還有待進(jìn)一步的研究。

3 激光焊接技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在船舶制造業(yè)中的應(yīng)用

由于船舶板材的厚度較大，其焊接縫較長，在焊接的過程中通常存在翹曲以及變形的問題。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果使用傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，有四分之一的工作量是針對(duì)船板的整體形，極大的影響焊接進(jìn)度，降低焊接效率。如果使用激光焊接技術(shù)，其能量密度高，光斑面積小等特點(diǎn)，焊接后不會(huì)出現(xiàn)上述問題。同時(shí)，針對(duì)船用板材制造的時(shí)候，由于工序不同，其工作臺(tái)也就不同，其板材可以在切割完成之后送到另外的地方進(jìn)行焊接處理。但是如果使用激光焊接技術(shù)，可以將其放在同一工作臺(tái)上進(jìn)行操作，有效的節(jié)省工作時(shí)間，提高焊接的效率。

3.2 激光焊接技術(shù)汽車工業(yè)中的應(yīng)用

汽車工業(yè)是整個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分，尤其是在國外發(fā)達(dá)國家中，其每年生產(chǎn)的汽車數(shù)量非常龐大，其制造業(yè)的研發(fā)與改進(jìn)直接關(guān)系到汽車的生產(chǎn)效率。因此，急需要提高激光焊接技術(shù)的作用。在我國，汽車行業(yè)逐漸發(fā)展起來，同樣需要激光焊接技術(shù)提高生產(chǎn)效率，減輕汽車的自身重量，提高車身結(jié)構(gòu)的輕度，有效的降低生產(chǎn)成本。目前，在大多數(shù)知名汽車工期中，均使用激光焊接技術(shù)，并且將其逐漸應(yīng)用到中低檔汽車的生產(chǎn)過程中，例如在大眾汽車企業(yè)中，其激光焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷的擴(kuò)大。在以往傳統(tǒng)的焊接技術(shù)應(yīng)用過程中，通常使用電阻點(diǎn)焊接技術(shù)，其要求凸緣寬度為16毫米，但是如果使用激光焊接技術(shù)，只需要將其控制在5毫米左右即可。通過以激光焊接技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焊接技術(shù)，每輛汽車生產(chǎn)中可以節(jié)省大約40kg的鋼材，并且其焊接速度更快。

3.3 激光焊接技術(shù)在塑料加工中的應(yīng)用

在國外激光焊接技術(shù)的應(yīng)用過程中，針對(duì)塑料加工進(jìn)行焊接處理已經(jīng)成為比較常見的技術(shù)，但是在我國還處于初始階段。由于傳統(tǒng)的焊接技術(shù)通常以熱熔焊接、振動(dòng)摩擦焊接以及高頻焊等為主要焊接方式，其對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及加工比較精密的塑料加工工序無法達(dá)到較好的焊接效果。但是使用激光焊接技術(shù)可以達(dá)到理想的效果。

3.4 在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

在上世紀(jì)七十年代，激光焊接技術(shù)就已經(jīng)應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，其主要是通過激光焊接輸卵管以及血管，隨之越來越多的研究者將其應(yīng)用在各種生物組織中，并取得了較好的應(yīng)用效果。目前國內(nèi)外在生物醫(yī)學(xué)研究中，主要是針對(duì)激光焊接神經(jīng)方面進(jìn)行重點(diǎn)研究，其需要考慮到激光的波長、激光焊料的選擇以及劑量等方面的內(nèi)容。同時(shí)，近年來，將激光焊接技術(shù)使用到焊接牙科合金方面，成為一種新的焊接技術(shù)。

3.5 在電子工業(yè)中的應(yīng)用

激光焊接技術(shù)在電子工業(yè)中的應(yīng)用范圍比較廣闊，尤其是在集成電路以及半導(dǎo)體的設(shè)備封裝過程中，通過使用激光焊接技術(shù)，可以突顯出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在真空器件研發(fā)的過程中，也需要應(yīng)用到激光焊接技術(shù)。例如，在不銹鋼支持環(huán)以及快熱陰極燈絲組件中，需要使用激光焊接技術(shù)。由于傳感器以及溫控器的彈性薄壁波紋片的厚度需要控制在0.05-0.1毫米之間，如果使用傳統(tǒng)的焊接技術(shù)來施工，無法達(dá)到預(yù)想的效果，在焊接的時(shí)候，容易將其焊穿，等離子的穩(wěn)定效果較差，其受到多方面的因素影響。如果使用激光焊接技術(shù)，可以有效的解決上述問題，提高焊接效率與質(zhì)量。

4 總結(jié)

針對(duì)目前激光焊接技術(shù)的應(yīng)用以及研究的側(cè)重點(diǎn)來看，在未來的發(fā)展中，其主要集中在新型激光焊接設(shè)備以及各個(gè)程序控制與焊縫的檢測(cè)方面。激光焊接技術(shù)已經(jīng)在各大工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，并取得了較好的成就，其將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的焊接方法，其激光焊接技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步的完善與改進(jìn)，并在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮出更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張文舉.淺析激光焊接技術(shù)的工藝與方法[J].黑龍江科技信息，2011，15（06）：145-146.