激光焊接技術的發(fā)展與展望

張丹

摘 要：如今，科學越來越發(fā)達，繼原子能、半導體等、計算機的發(fā)明之后，激光作為一個新型技術也逐漸走入人們視野，目前已經在很多的制造領域廣泛運用，特別是歐洲發(fā)達國家，對于激光焊接技術的應用格外重視，并已將其列入國家發(fā)展方針當中。本文主要就激光焊接技術的發(fā)展與展望。

關鍵詞：激光焊接；發(fā)展；展望

引言

激光焊接技術有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，早在上世紀，西方國家的研究就讓激光焊接技術在制造生產領域發(fā)揮了獨特的作用。人類在不斷的進步，現(xiàn)代工業(yè)也在不斷的發(fā)展，更加拓展了激光焊接技術的應用領域。利用激光束的高度聚焦，將激光束的輻射能量高效的利用，實現(xiàn)對材料的加工，有較好的加工效果，在微小區(qū)域的焊接上激光焊接技術表現(xiàn)良好。

一、激光焊接技術概況

激光焊接技術，就是利用現(xiàn)代激光技術產生的高溫熔融焊接物實現(xiàn)焊接的技術，充分利用的激光束較小并且使用方便的特點。激光焊接技術屬于熔融焊接技術，其主要通過激勵活性介質產生的受激輻射光束，將激光束照射的焊接處，焊件在激光的照射下會快速升溫進而熔化，此時可以立即進行焊接工作，相較于傳統(tǒng)的焊接技術，其利用的激光束能夠在焊接點很快產生極高的溫度，從而快速完成焊接的工作。激光焊接技術在焊接的過程中，激光的溫度能夠一直保持在一個極高的水平上，并且激光束具有較強的穿透性，這就使得我們的能夠使用激光焊接技術實現(xiàn)對一些加工深度較高的工件實現(xiàn)焊接。激光焊接技術還有一個優(yōu)點就是其可以使用的場景非常的廣泛，傳統(tǒng)的焊接技術如電弧焊、電氣焊等需要使用的專業(yè)設備較多而且并不方便攜帶，使用激光焊接技術，使用的激光焊接設備非常的小，能夠在各種情況下實現(xiàn)焊接。激光焊接技術在實際應用的過程中，其成本還是比較高的，隨著技術的成熟，激光焊接可以使用的場景越來越廣泛，已經開始逐漸取代一些傳統(tǒng)的焊接方式，在制造業(yè)內已經開始展現(xiàn)出出色的性能，未來激光焊接技術一定會發(fā)揮出很大的作用。

二、國內外激光焊接技術研究現(xiàn)狀

2.1國外激光焊接技術發(fā)展分析

激光焊機技術以其精度高、性能好、穩(wěn)定性強的特點，在國際社會上得到了廣泛的關注，制造業(yè)發(fā)展較強的發(fā)達國家對于激光焊接技術的關注度都非常的高。從激光焊接技術的特性來講，激光焊接技術在未來的制造業(yè)發(fā)展過程中具有非常廣闊的前景，從現(xiàn)有的激光焊接技術來講，發(fā)達國家已經將激光焊接技術在各種高端制造業(yè)領域得到的充分的應用，從當前激光焊接技術已經應用的領域來分析，航空工業(yè)、高端電子制造業(yè)、汽車工業(yè)、電器工業(yè)、武器工業(yè)等，激光焊接技術的應用都極大的提高了可加工的精度，使得我們的金屬加工制造業(yè)的整體水平都得到了提高。從發(fā)達國家的激光焊機技術的應用分析，發(fā)達國家關于激光焊接技術的實際應用已經有了初步的掌握，在現(xiàn)有的激光焊接技術理論基礎上，部分發(fā)達國家已經初步擬定的激光焊接技術標準，從這點來講激光焊接技術已經部分成熟。

2.2國內激光焊接技術發(fā)展分析

從當前國內的焊接技術發(fā)展分析，激光焊接技術仍然主要應用于加工量小、加工精度要求高的金屬加工過程，缺少大規(guī)模的應用，主要原因仍然是成本較高，激光焊接技術相對不成熟所致。國內的激光焊接技術主要利用的是CO2與YAG的固體激光焊接技術，這兩種技術對相對比較成熟，國內研究的這些激光焊接設備技術水平的限制還是較大，技術深度難以滿足實際焊接的需求。國內激光焊接技術的研究仍然處于理論階段，應用水平處于初級階段，國內激光焊接技術的研究主要分析激光焊接原理極其焊接過程的分析，在技術理論上借鑒了電弧焊與電氣焊的焊接過程，分析了激光焊接在各種焊接條件下的焊接狀況。對于激光焊接的優(yōu)勢化應用也在研究當中，主要研究的方向是激光焊接技術的高穿透特性在深熔焊接中的作用，再有就是水下激光焊接的可行性分析以及成分較為復雜的合金激光焊接分析。國內激光焊接技術圍繞激光焊接的理論性能進行了系統(tǒng)的評析，對激光焊接的優(yōu)勢應用場景都專業(yè)化的研究內容。清華大學在激光焊接技術的研究在國內處于較為領先的水平，彭云等人在現(xiàn)有激光焊接理論基礎上完成了超細晶粒鋼的激光焊接實驗，對激光焊接技術的實際應用具有積極的意義。

三、激光焊接技術應用前景分析

3.1激光-電弧復合焊接技術

激光焊接技術一個非常大的優(yōu)勢點在于激光焊接技術的高能束特性，使得加工精度能夠足夠的準確，極大的提高了當前焊接技術的精度水平，上世紀英國帝國大學Steen提出了激光-電弧復合焊接技術，其綜合的電弧焊的成熟穩(wěn)定的特性，并結合激光焊接的高能束特性，在現(xiàn)有的技術基礎上為激光焊接技術實際應用提供了現(xiàn)實可能。電弧焊焊接技術早已成熟，并其得到了大規(guī)模的應用，因此其穩(wěn)定性是毋庸置疑的，激光-電弧復合焊接技術其綜合兩種焊接方式的優(yōu)點，在具體焊接過程中能夠有效的提高焊接效率。激光焊接技術在焊接的過程中，由于高能激光束產生的高溫對于母體的加熱非常的快，在這個過程中會產生一定的等離子氣，對于激光焊接的進一步深度焊接造成了影響，這是引入電弧焊進行焊接，有效處理的等離子氣，對于激光焊接具有促進作用。激光焊接在應用過程中對于電弧焊也有著極大的促進作用，電弧焊的技術基礎是由電產生的熱量實現(xiàn)焊接過程，激光焊接過的母材表面會很快的熔化，這個過程中會釋放出大量的自由電子，使得焊材的電阻率減少，提高的焊接的效率。激光-電弧復合焊接技術是一種優(yōu)勢互補的復合焊接技術，對于激光焊接技術的應用具有促進作用。

3.2激光多焦點焊接技術

激光焊接技術進行具體應用的過程總，考慮到激光束產生的溫度對于焊材和母材的影響，我們具體的焊接過程要在高強度且穩(wěn)定的激光束操作下進行。激光多焦點焊接技術是一種主要針對激光束進行調整的激光焊接技術，能夠最大限度發(fā)揮出激光焊接技術的優(yōu)勢，激光多焦點焊接技術利用了激光束的特性，采用透鏡與反射鏡的特殊組合方式，有效將激光焊接過程控制在多個焦點上，在焊縫上就會形成多個焦點，便于對激光焊接過程進行控制，并且避免了激光焊接技術的容易發(fā)生的咬邊問題。

3.3激光填絲焊接技術

激光填絲焊接技術是激光焊接技術經常應用的一種場景，充分利用的激光焊接技術精度高的特點，通過激光填絲焊接過程實現(xiàn)高精度的焊接工藝。激光填絲焊接技術主要用于對焊縫或小縫隙的修補，通過高能激光束對焊縫處進行照射，然后輸入特定的修補用的焊材，就能夠實現(xiàn)對焊縫的修補工作，在一些高精度焊接的過程中，激光填絲焊接技術具有很大的適用場景。激光填絲焊接技術過程中要對焊絲的送絲速度進行分析，經過實驗研究表明，焊絲的送絲速度能夠影響到反射能量率，因此在激光填絲焊接過程中要對送絲速度進行定性分析，選擇合適的速度完成焊接工作。

四、結束語

綜上所述，未來大容量大功率激光器的研究有著深遠的意義，隨著該方面研究以及焊接工藝的精細化研究的不斷深入，雙焦點激光焊接技術將會表現(xiàn)出更大的應用潛力。此外激光焊接技術已經應用于牙科的臨床診治，還應用在神經醫(yī)學領域。在電子元件的制造上，激光焊接技術會適應元件越來越小的特點，將高效迅速的優(yōu)勢發(fā)揮出來。

參考文獻：

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