激光焊接工艺简析

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摘要：激光焊接工艺具有焊接质量好，热输入集中，产生的焊接变形量小，得到的焊接接头性能稳定，可以实现自动化和具有较好的可控性。本文从激光焊接原理和应用领域方面分析了激光焊接工艺的特点，仅供参考。

关键词：激光焊接；热传导焊接；激光深熔焊

激光焊接技术是近年才研发出的新型焊接工艺。激光焊接因其具有能量集中、热影响区小、热变形小、焊接速度快、适于精密焊以及易于实现自动焊接等优于传统焊接方法的诸多特点，受到广泛关注[1]。激光焊接是一种将激光作为焊接热源，将数控机床或者机器人作为运动系统的加工工艺。激光热源不同于传统焊接热源，因为激光具有良好的传输和聚焦特性，通过透镜组可以将全部能量集中于极小的作用点上，这样，激光焊接就能利用最少的能量作用于最小的目标区域，激光热源的能量密度极高。因此，激光焊接的速度较快，焊缝宽度、焊接热影响区宽度和焊接变形量均较小，使得焊接接头具有优异的性能。

1激光焊接的原理激光焊接原理

[2]就是把带有超高强度的激光束投射到金属材料的外层，并使得激光以及金属材料的互相影响，金属材料通过采集激光其中的热能，使得自身发生熔化变形后冷却结晶构成焊接。激光焊接的基本原理有以下两种：1.1热传导焊接。热传导焊接方式在加工过程中，经由激光的辐射，金属材料表面一些激光被反射出去，一些激光被金属材料吸收，并将其中的光能转变为热能进而使得金属材料发生熔化反应，金属材料外层的热通过传导的形式对材料内部进行传递，进而使得焊接元件连接。1.2激光深熔焊。激光深熔焊是在辐射功率以及密度较高的激光辐射在金属材料外层过程中，金属材料通过激光中的光能转变为热量，进而使得材料被热熔。在此过程中发散极多的金属蒸汽，在蒸汽形成过程中会有反作用力的出现，使得热熔的金属材料液体被挤压产生凹槽，在激光的持续辐射下，凹槽逐渐加深，在辐射完成时，凹槽四周的液体回溯，冷却后将焊件固定起来。在实际焊接过程中，要根据实际情况以及材料的本身属性进行不同的焊接方式选择，通过对激光的焊接参数进行设定进而获得不同的焊接机理。热传导焊接以及激光深熔焊接主要的差别就在热传导焊接表面处于封闭状态，而深熔焊接方式为激光热熔成孔。同时，前者对于整个系统的干扰较低，在激光焊接工作过程中，传导焊接的方式并没有透过焊接的金属材料，故而在焊接产生焊缝时气体的影响程度较低，而后者则无法避免这种情况。在焊接过程中，两种焊接方式能够同时并灵活切换在同一工作过程中。因为传导方式的转变主要根据加工元件自身同激光的反应而决定，故而可以根据材料的变化灵活采用不同的焊接方式。

2激光焊接的应用领域

2.1制造业应用。随着时代的不断进步，激光拼焊(TailoredBlandLaserWeld-ing)[3]技术在先进国家的汽车制造业中有着较多的应用，根据相关数据显示，在21世纪初世界剪裁坯板激光拼焊生产线就已经达到了100条以上，每年能够生产拼焊坯板近10000件，这个数字还在持续的上升。在我国国内厂家引进的西方车型中Passat，Buick、Audi等也引进了这一技术。日本通过CO2激光拼焊技术取代了闪光对焊，在制钢轧钢卷材中有着较好的反响。2.2粉末冶金领域。随着时代的进步，高新技术的持续升级，大多数工业技术对于材料的选择也更加精确，通过传统的焊接方式构成的材料已经不能达到工业上的需求。在这个大背景下，粉末冶金应运而生，其通过本身具有的制造优势因素，现在已经能够在较多领域实现自己的价值，并逐步替代以往的材料。随着粉末冶金的不断研究以及深化，其在后续的发展中也暴露出其连接方面的问题。使得在后续诸多领域的应用上都有着一定的限定。20世纪70年代末期。激光焊接的产生并投入进粉末冶金[4]，其独特的优点以及超高的性能使得粉末冶金材料又迎来了发展的黄金时期。

3结论

激光焊接技术作为一种绿色的再制造技术，国内国外的研究机构都对此给予了较高的关注度，对于激光焊接技术未来的展望十分深远而有意义。在焊接材料的研发方面，不仅要给予碳素钢、不锈钢一定的关注度，还要加强研究铝合金、镁合金、钛合金这些有色金属材料，未来要注重研究异种材料和复合材料。在焊接工艺方面，应加强避免激光焊接缺陷的研究，将激光焊接特有的优势发挥出来，研发出能够与激光焊接技术相配合的工艺，最终提高激光焊接质量。在加工系统方面，应关注智能化焊接系统的开发，具备在线实时监控焊接质量的功效。可以预见，未来激光焊接技术将会在更多领域发挥出更深层次的作用。

参考文献：

[1]张国顺.现代激光制造技术[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2]张永康.激光加工技术[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3]翟晓莉，付魁军，吕冬，等.激光焊接技术研究[J].鞍钢技术，2007(5)：15-18.

[4]关振中.激光加工工艺手册[M].北京：中国计量出版社，1998.

作者:刘晓兰 单位:哈尔滨华德学院