激光焊接范文

激光焊接范文第1篇

摘 要：激光是20世纪以来，继计算机、原子能、半导体之后，人类的又一重大发明。由于其用于焊接技术中具有被焊件变形极小、热影响区小、焊接深度/宽度比高、不局限于导电材料、不受磁场的影响、焊接过程中不产生X射线并且不需要真空的工作条件等特点，目前在很多的制造领域得到广泛应用。以美国、日本和欧盟为首的发达国家非常重视激光焊接技术的应用和发展，并将其列入国家的发展计划。该文对激光焊接技术的工作原理、工艺参数、特性特点和在现代工业中的应用等方面进行了综述，研究表明它既是高质量、低成本生产不可或缺的技术手段，又是新产品研发的技术保证。

关键词：激光焊接 工作原理 工艺参数 特性特点 技术应用

中图分类号：TG45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（a）-0059-02

焊接技术是实现材料永久性连接的方法，被广泛应用在机械制造、动力工程、建筑工程、车辆工程、石油化工和航空航天等领域，已成为制造业不可或缺的加工技术。目前常用的焊接方法有电弧焊接、电子束焊接、电阻焊接和钎焊等。但这些焊接方法在空间限制和对精细件的操作等方面都存在各自的缺点。激光束作为一种高能量密度的热源，因其具有高精度、高能量密度和适应性强的特点，近些年在焊接领域得到了迅速的发展和运用，已逐渐成为传统焊接技术的补充和发展，并正朝着高质量、低成本的方向发展，具有很大的发展前景和发展潜力。在未来，其在材料连接领域必将起到至关重要的作用。

1 激光焊接的原理

激光焊接本质上是非透明物质和激光相互作用的过程。整个过程是极其复杂的反应过程，宏观上表现为熔化、吸收、汽化和反射，微观上是一个量子过程。根据焊接的机理分为热传导焊接和激光深熔焊。热传导焊接是当激光辐射到焊接材料上时，一部分激光被焊接材料吸收并将光能转化为热能，表面热量通过以热传递的形式向材料深处传递使焊接工件熔化，最终将焊件熔接到一起。激光深熔焊是将功率密度较大的激光束辐射到焊接材料时，材料将吸收的光能转化为热能，并被加热到汽化产生金属蒸汽，在金属蒸汽离开工件表面时产生的反作用力的作用下，熔化的金属液体流向四周并形成凹坑，随着热量的不断产生，凹坑逐渐加深，当停止激光的照射后，凹坑周边溶液回流、冷却后将工件焊接在一起。

2 激光焊接的工艺参数

现在激光焊接在各领域中得到了广泛的运用，因为焊接质量出现问题造成的危害是十分严重的，故正确控制和设定影响焊接质量的工艺参数，使其在激光焊接过程中控制在良好的范围内，对保证焊接质量有着重要的意义。现实生产中激光焊接的工艺参数如下。

（1）焊接速度：焊接速度低会使焊接材料过度熔化，从而导致工件焊穿，而焊接速度过快又会使焊接的熔深过浅。所以在现实生产中对特定材料的厚度和激光功率有一个合理的焊接速度范围。

（2）离焦量：离焦量是激光焊接的重要参数，因为离焦量改变了能量密度和光斑直径。当离焦量较小时，激光光斑直径小、功率密度大，熔池有较快的扩展速度，而初始匙孔直径减小；如果离焦量较大时，初始匙孔直径增大，而熔池扩展速度减慢，焊点尺寸有可能减小。

（3）激光脉冲宽度：激光脉宽由热影响区和熔深确定，它区别于材料熔化和材料去除，决定加工设备的体积和造价。实践证明每种材料都有一个可使熔深达到最大的最佳脉冲宽度。

（4）激光脉冲波形：当焊接材料表面被高强度激光束辐射时，将会有60%～98%的能量反射而损失掉，且材料的反射率会随时间而变化。当材料温度在熔点时，反射率会下降，当材料在熔化状态时，反射率稳定在一定数值上。

（5）功率密度：单位面积内激光功率称为功率密度，它直接影响材料的升温时间，激光功率越大，材料表面温度升得就越快。高功率密度在切割、打孔等材料去除加工中得到广泛的应用。低功率密度易形成良好的熔融焊接，在传导型激光焊接中，其数值控制在104～105 W/cm2。

3 激光焊接的特点

（1）激光的能量释放极其迅速，整个焊接过程在几秒内完成。这提高了焊接生产效率，并有效减少了焊接材料的氧化量。激光焊接的能量密度高并且热量比较集中，因此焊接热影响区极小，非常适合热敏感材料的焊接。

（2）用偏转棱镜或反射镜可以将激光束在任何方向聚焦和反射，并可用光导纤维传到难以接近的位置，所以可以应用到无法安置或难以接近的焊接地点。

（3）激光束聚焦后可获得很小的光斑，并能精确定位，因此可以用于微小型工件的大批量自动化生产。

（4）激光束易实现光束的空间和时间分光，能进行多光束同时加工和多工位加工，因而为精密焊接提供了有力基础。

（5）激光焊接在具有以上优点的同时，也存在要求焊件装配精度高、要求光束位置不能显著偏移、最大可焊厚度受到限制、能量转换效率太低和设备投资较高的缺点。

4 激光焊接技术的应用

随着对焊接技术的研究和工业激光器的研发，激光焊接技术在量产焊接行业得到广泛的运用。国外发达国家激光焊接技术在航空工业、核能设备、汽车制造、塑料焊接、船舶制造和特种材料焊接等领域已达到与传统相融合，成为一项成熟的焊接技术。例如德国的奔驰、奥迪、大众，瑞典的沃尔沃等汽车制造商从20世纪80年代就在车身、车顶和侧框等部位采用激光焊接技术。近期世界各大汽车制造商都把镁合金在零部件利用的多少作为衡量其产品技术领先程度的标志，而镁合金在焊接时容易形成热脆性大、组织疏松的氧化膜，其焊接工艺更为复杂，所以近期激光焊接镁合金成为研究的热点。国内对激光焊接技术的研究主要在激光焊接特性分析、控制、检测，深熔激光焊接模拟，水下激光焊接、激光堆焊、填丝激光焊、铝合金激光焊和宽板激光拼焊等质量控制方面。随着我国工业制造的发展，高效的加工技术将是未来工业发展的趋势，而激光焊接技术与这一发展趋势十分匹配。但是我国在激光焊接的应用缺少更多的数据支撑，有待进一步深入研究。

5 结语

激光焊接技术是集激光技术、焊接技术、材料技术、自动化技术、产品设计技术和机械制造技术为一体的综合技术。作为一种新型的焊接技术由于具有很强的加工能力、很高的适应性以及更加先进的质量检测手段，激光焊接技术在许多行业已经逐步取代了一些传统的焊接技术。伴随世界工艺和技术的不断发展，激光作为非接触柔性制造工具的特点必将体现得更加鲜明。激光焊接必然会成为绿色环保、便捷高效、节能降耗的先进制造技术，促进我国产品技术改造和工业领域的技术进步，满足我国制造业的发展需要。

参考文献

[1] 王刚.激光焊接技术的现状及应用领域[J].科技展望，2016，26（18）：149.

[2] 王志.激光焊接技术的研究现状及发展趋势[J].新技术新工艺，2016（3）：42-44.

[3] 屈红英.激光焊接技术在汽车制造中的应用价值分析[J].中国设备工程[J].中国设备工程，2016（9）.

[4] 陈永.激光焊接技术应用及其发展趋势[J].城市建设理论研究：电子版，2015（29）.

激光焊接范文第2篇

【作者单位】：浙江万亨机械制造公司新技术研发车间

【关键词】：数控激光焊接机组成 原理 工艺

中图分类号： P755.1 文献标识码： A 文章编号：

当前我国已经成为名副其实的工业大国，钣金行业的发展势头很迅猛，在市场中占有的地位和分量也越来越重要，不仅给我们的企业带来了庞大的经济利益，也给我们居民的生产和生活带来了便利。这个跟我们生活密切相关的相对金属机加工比重仅占20%-30%的行业，将会随着工业的发展扮演着重要的角色。提到钣金大家都会想到板材的折弯、冲压和激光切割，因为他们是钣金车间必备的三大设备。然而仅这些设备已经不能满足高端产品的生产能力了，当生产能力需求提高，精度要求提高，加工难度增加及特殊产品性能的需求，更重要的是可观的利润，那么便产生了数控激光焊接。

现代激光焊接主要用机汽车钣金行业，一些特殊行业及加工要求高的地方。数控激光焊的产生源机制造，比起传统的焊接技术，激光焊接拥有精度高，无需焊材等显著优势，通过激光焊接技术中国的空客A380节省了铆钉重20吨之多，这20吨载重全部换成了座位数，使得能耗大幅降低。轿车的车身框架通过激光焊接出完美的外观，压力容器的薄板焊接从而达到意想不到的效果等等，数控激光焊接在钣金行业中将扮演着重要的角色。

既然有着重要的角色，那么利润也是可观的，在钣金加工中，当前市场上冲压加工可以达到30%左右，激光切割大约50%，然而物以稀为贵激光焊接利润在100-150%以上，随着市场的进步，我相信激光焊接在钣金加工中的市场份额将会越来越大。

数控激光焊接机的组成，首先从机械机构上来看，它有着和常规数控机床一样的CNC电器控制系统，机械床身结构，液压气压传动及毛坯定位装置等。然而不同的就是他的刀具系统了，传统的数控机床用的不同规格的刀具，而数控焊接机床的刀具仅为大功率激光发射器，它是激光焊接设备关键部分，区别与其他机床的核心部分。

CNC电器控制部分，通过电路与可编程控制器PLC来完成，所有的用于生产的简单的数据调节可以通过开关的形式安装于操作面板，以便于操作师傅，方便的调节相关参数来实现一些加工功能，比如对不同厚度板材的加工及不同产品阵列孔距的参数调节等。

机械床身结构部分，根据不同的需求来制造不同的规格形式的床身。汽车飞机行业的焊接，我们可以设计成三维形式，多方向联动的一个床身机构，实现三维曲线的焊接，在一些平面型的板材焊接加工，我们可以做成两个方向联动床身结构，当然这些在造价上有很大的差距。与常规数控机床相比，在工作台上有些区别，数控激光焊，要在工作台上做一个程序路线的模板，防止板材焊接到了工作台上。

液压气动部分，是现代机床普遍采用的一种传动形式，这样使得机床在传动和夹紧上更平稳，更强固。激光焊重要的一个特性是待焊接的两块板子的合拢性，在焊接的时候，由于没有焊料，是通过两块板材瞬间溶解再凝固的原理来实现焊接的，于是在板材的夹紧和自动化传递上，更体现出它的重要性来。

激光焊接的主要介质是激光，也就是我们普通数控机床的刀具，普通的数控机床刀具的种类繁多，工艺易于实现，而激光焊接机床介质单一，但是为了适应不同的工艺，我们要在理论数据的基础上，实践中总结一些达到工艺要求的技术参数。激光焊接关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd:YAG激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车工业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生平均为10.6μm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。

激光焊接机的工作原理是应用激光器产生的波长为1064nm的脉冲激光经过扩束、反射、聚焦后辐射加工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过数字化精确控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，从而实现对被加工件的激光焊接，完成传统工艺无法实现的精密焊接。

激光焊接的工艺参数包括功率密度，激光脉冲波形，激光脉动宽度，激光的焦距调节。

功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在10^4~10^6W/CM^2。

激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。

脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

凸透镜焦距调节对焊接质量的影响很大，因为激光焦点处功率过高，容易蒸发成孔，就会形成切割效应了，离开激光焦点的平面上，功率密度分布相对均匀。焦距调节有两种情况，正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离焦平面与焊接平面距离相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。在实践中得知，激光加热50~200us材料开始熔化，形成液相金属并出现瞬间汽化，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。

在温度的影响下，凸透镜会受到热胀冷缩的影响，于是在常规情况下焊接的效果会有很大的变化，当焊接一段时间后，凸透镜热涨之后他的焦距会变为负焦距，热量损失，熔池变化，影响焊接效果，甚至高温下击穿进而导致板材报废。于是我们在凸透镜的冷却上寻求办法，可以通过水冷系统，使其处于常温状态下，在车间内安装制冷系统，使其温度平衡。

数控激光焊接，热影响区域小，变形率很低，焊接深度达，牢固，充分融合，可焊接硬质材料，准确率高；在惰性气体保护下不会出现氧化，使得焊缝质量更好；可以实现自动收弧的功能，无气孔沙眼，广泛运用于碳钢，合金钢，不锈钢不同钢材之间的焊接。

在焊接的焊透性反馈功能上和激光功率反馈自调性上能有新的突破，将会给激光焊接工业的发展带来更精湛的发展。

【参考文献】： 1.《光机电信息》2007年 第11期

2.《现代激光焊接技术》2006年 陈彦宾编著 科学出版社

3.武汉楚天工业激光设备公司 数控焊接使用说明书

激光焊接范文第3篇

关键词：激光焊接　功率密度　熔焊　应用

中图分类号：TH11　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)004-040-01

激光焊接是利用激光束聚焦后所获得的能量高，方向性好的光束照射在工件所需的焊接部位，使光能转化为热能，从而熔化金属进行焊接的一种工艺方法。激光焊接在机械，汽车，钢铁，造船，航空航天等行业得到了日益广泛的应用，并促进了技术的发展和进步。

1　激光焊接的工作机理

20世纪60年代以来，随着CO2，YAG等激光器的诞生，他们广泛应用于焊接中，激光焊接的工作机理按激光器所提供的功率密度的大小可分为两种：其一是激光传热熔化焊，工件表面吸收射激光，然后通过热传导而形成一定体积的熔池，这类激光器的功率密度为105～106w／cm2。另一种为激光深熔焊，它是由于材料在高的功率密度下瞬间汽化而形成圆孔空腔，随着激光束和工件的相对运动似的远控附近的金属熔化，流动，封闭，凝固连接形成焊缝，这类激光器的功率密度为106～108w／cm2。

2　激光焊接的主要特性

与其他焊接方法相比，激光焊接的主要优点有：

(1)激光焊接的功率密度大，方向性强

(2)激光焊接速度快，深度大，变形小

(3)激光焊接设备简单，可直接在大气中焊接，不需要真空或惰性气体的保护，便于用于实际生产。

(4)由于激光束能利用反射面将其向任何方向弯曲或聚焦，所以适合于焊接较复杂的零件。

(5)激光焊接还可以应用于异种金属材料的焊接，甚至可以焊接玻璃钢等非金属。

但激光焊接也有一定的局限性：

(1)焊接装配精度极高，因为激光束的光斑很小，焊缝很窄，不加任何填充材料，否则极易造成焊接缺陷

(2)激光焊接设备费用很高，一次性投资很大

3　影响激光焊接质量的因素

激光焊接参数是决定焊接能力的重要因素，直接影响焊接质量，因此必须对激光焊接的工艺参数进行研究和控制，才能有效采用激光焊接技术。

主要的工艺参数有：激光输出功率，激光输出波形，激光脉冲宽度，离焦量和焦距，焊接速度，材料的吸收率，保护气体等。

激光的输出功率和焊接速度影响着焊接温度，熔池的大小和熔池的深度，显著影响着焊接的质量。脉冲宽度影响着熔深和HAZ，对焊接质量也能产生很大的影响。焊接时光束的焦距和离焦量影响着能量密度，采用短焦距可获得较高的能量密度，光斑小，但要求工件的间距要小。激光束与材料吸收的相容性对材料的吸收率影响很大，它也影响着熔池中温度升高的趋势，对焊接热循环及焊接接头的质量造成一定的影响。另外保护气体也影响着焊接的质量，激光焊接中常使用惰性气体来保护熔池，一般用氮气，氩气，氦气，但氦气成本最高，防氧化性能最好，不易形成等离子体氩气防氧化性能也好，但易电离，常用于铝钛作保护气，氮气成本最低，一般应用于不锈钢的焊接。

4　激光焊接在现代工业中的实际应用

在发达国家中，激光焊接已得到了普遍的应用，以汽车业为例，世界许多大的汽车生产商车身都采用激光焊接，车身通常是由一个大的冲压件经过激光焊将平板坯拼接而成，由于激光焊接小的体积变形，几乎没有扭曲，配合机器人的自动化操作，可得到符合条件的车身，节省劳力和成本。同时激光焊接还可以将不同厚度，不同材质，不同强度的数块板坯焊在一起，用来压制大型的覆盖件，这样可减少冲模，焊接设备和工具，提高部件的精度，改善零件的整体性。

在国内，激光焊接在对板材拼接的焊接，多联齿轮的焊接，双金属锯条的焊接等激光焊接工艺都有一定的研究。中科院长春广电研究所利用CO2激光器焊接双金属焊条，焊接功率为700K，焊速2m／min，焊后经过高温回火，得到电子束焊接的质量，使用寿命极高。上海光电研究所和华中科技大学联合应用国产大功率C02激光器进行齿轮深熔焊接，得到焊接深度4mm，深宽比为2：1的焊缝。为解决武汉钢铁公司和东风汽车公司车身激光焊接的需要，我国研制了一套激光焊接设备，解决了高功率CO2焊接设备的关键技术，对开展4～6mm激光焊接提供了重要作用。

5　结束语

虽然激光技术仅有几十年广泛发展的历史，但随着科技的进步以及焊接与激光的紧密结合，激光焊接以其高的能量密度，方向性强及变形小的优势正逐步应用于制造业，国防工业，粉末冶金领域，电子工业，生物医学等领域，相信不久的将来，激光焊接技术会得到更为广泛的应用，极大地促进工业的发展和人类的文明和进步。

参考文献：

[1]张永康.激光焊接技术[M].化学工业出版社，2004：68-76.

[2]郑启光，激光先进制造技术[M].华中科技大学出版社,2001：110-120.

[3]王元良.焊接科学与工程[M].西南交通大学出版社,2008:68-70.

激光焊接范文第4篇

1激光焊接技术对汽车制造领域的积极意义

激光焊接技术在汽车制造领域中的应用,既受到激光焊接技术本身的优越性影响,同时也是受到汽车制造行业的整体发展和市场需要的改变所影响。激光焊接技术对汽车制造领域带来的积极意义主要表现在一下几个方面。

1.1满足了消费者对汽车的造型感与功能性并重的要求

汽车制造并不是一个新鲜的行业,它的存在已经有几百年的历史,但是在过去相当长的一个时期内,汽车制造的重点在汽车的功能性和实用性上。随着家用轿车的不断增加,汽车制造行业越来越重视对家用轿车市场的份额占领。家用轿车的一个特性就是除了传统的汽车功能以外,外形上的美感成为消费者选择购买对象的重要参考因素,激光焊接技术运用到汽车制造行业里,能够帮助汽车制造商更好的解决这个问题。

1.2为汽车制造行业的竞争提供了有力的竞争手段

市场竞争已经是市场经济环境下任何一个行业都避免不了的问题。对于汽车制造行业而言,激光焊接技术的出现,能够帮助他们利用更先进的焊接技术对汽车进行焊接,既保证优秀的焊接质量,同时这种新型的焊接技术不会在重量上对汽车带来负面的影响,轻便、耐腐、耐磨,这种先进的技术会给汽车制造注入新的活力与动力。

1.3符合汽车制造规模化的发展趋势

规模化已经成为汽车制造行业的重要趋势,规模化的一个重要目的就是优化效率。在汽车制造的整个流程中,焊接工作是一个重要的衔接环节,这个环节的所用时间和所耗劳动力对整个汽车制造流程的效率产生重要的影响。采用激光焊接技术,能够大大提高在焊接环节的工作效率,符合汽车制造优化效率,规模化发展的前景和趋势。

2激光焊接技术在汽车制造工业中的应用

与传统的焊接方式和焊接装备相比,激光焊接的特点是单位时间内融化的面积大,焊接的效率高,可以采用自动化的方式进行,大大节省了制造过程中的劳动力成本。另外,激光焊接技术比较均匀,晶粒很小,不需要其他的填充物质,通过这种焊接方式焊接出来的焊缝比较美观和干净。具体到汽车制造的不同环节上,激光焊接技术的具体方式也有所不同,主要有以下几种焊接方式。

2.1激光焊接

齿轮是汽车制造中一个重要部件,激光焊接技术在汽车制造中的最早应用,就是在变速器的齿轮焊接上。变速器的齿轮对于自身的重量和运转速度都有较高的要求,既要有高质量的焊接,同时这种焊接技术的净度要高,不能给齿轮本身带来更多的负担。于是激光焊接技术的高效精准最早就被引入到变速器的齿轮焊接上。在20世纪80年代,以克莱斯勒为代表的美国三大汽车制造公司纷纷将该项技术引进到他们的汽车制造中。这种焊接技术不仅给提高了传动部件的焊接效率和焊接质量,更是节省了生产资料。这也使得美国的汽车制造技术一直处于世界汽车制造的领先地位。近些年,随着汽车制造材质的不断演进,激光焊接也受到越来越多的关注和重视,传统的汽车制造材料已经不能满足功能性和美观性兼顾的需要,汽车制造行业开始越来越多的引进新型铝、镁等轻质材料。这种轻质材料对焊接方法和焊接技术的要求很高,传统的点焊方法会导致铝、镁形成金属键化合物,这种化合物会影响焊接的使用效果和使用寿命,而激光焊接恰好能解决传统焊接带来的这些不利问题,所以激光焊接已经逐渐成为整个汽车制造工艺的标准楷模,是目前汽车制造中主要推崇的焊接方法。

2.2激光拼焊

拼焊技术在汽车制造中的运用较为普遍,特别是汽车车身的制造上,拼焊技术是重要的环节。传统的汽车车身制造方式是先冲压后焊接。这种焊接方式的特点就是将各个部分冲压成型以后然后再焊接起来,这样操作的结果就是各个已经成型的部件往往不能很好的融合在一起,或者即使焊接融合效果也差强人意。激光拼焊技术的出现,为这个问题带来了解决的方案。激光拼焊改变了以往的车身制造顺序,它的特点在于先将不同的部分焊接在一起,然后再冲压成型。采用这种技术可以根据汽车车身的不同部位来选择不同材质的钢板进行焊接,这也是当今世界上最先进的汽车车身焊接技术。激光焊接可以减少钢板在厚度、涂层和材质的相关局限性,采用激光平焊技术可以有效减少零件的使用数量,降低制造成本和提高焊接的精准度,这种拼焊方式不仅能带来效率的提高,经过考察更是能节省10%以上的生产成本。国内外诸多汽车公司已经开始采用此项技术,例如大众、通用和奇瑞公司等,这项技术必然会越来越多的应用到汽车制造的其他各个环节中。

2.3激光复合焊接技术

激光复合焊接技术实质上是对激光焊接技术的另一种改进,激光复合焊接技术其实是将激光和电弧的焊接技术进行综合,单纯的激光焊接技术虽然先进,但是任何一种技术在保有其优越性的同时也必然会存在着不足,因为没有一种技术可以做到完美没有任何缺陷和瑕疵。激光复合焊接技术的优势在于可以提高激光焊接技术的稳定性,并且焊接的速度与效率比单纯的激光焊接技术还要高上许多。另外,单纯的激光焊接是受热面积较窄但是焊缝较深,而电弧焊接的一个显著优越性就是通过导热焊接的受热面积较广。这样进行融合的激光复合焊接技术就可以做到既保证焊缝的深度又保证较大的受人面积,可以大大提高焊接的工作效率和工作质量。这也是目前国家汽车制造工业中的一项重要技术方式。

3结语

激光焊接范文第5篇

关键词：激光焊接；锌烧损；镀锌钢；等离子体；气孔

中图分类号：TG17 文献标识码：A

镀锌钢板以其极高的强度和优良的耐腐蚀性能大量应用于汽车制造行业.激光焊接具有焊缝窄而平滑、强度高、成形性好和焊件变形小等特点[1-3]，因此镀锌钢激光焊接成为现代汽车制造的关键技术.激光焊接的高能量密度会引起镀层锌的大量烧损而降低接头的耐腐蚀性能.同时，锌的剧烈蒸发还将引起气孔、飞溅和塌陷等焊接缺陷[4-5].因此，激光焊接工艺参数对锌烧损影响的研究及焊接过程锌烧损的实时监测问题尤为重要.等离子作为激光深熔焊接中存在的物理现象，与锌烧损等焊接问题存在重要关联.本文探究了镀锌钢激光焊接时的锌谱线Zn I 328.2 nm及Zn I 330.3 nm与锌烧损的关系，为锌烧损的实时监测提供理论依据.

1实验条件

1.1实验材料

实验材料为宝钢生产的高强度冷轧热镀锌双相钢板B340/590DPD+Z，材料化学成分的质量分数见表1，其抗拉强度σb≥590 MPa ，屈服强度σs≥340 MPa.该材料具有良好的冲压性能，因为镀锌，防腐性能优越，可用于车身各种结构件、加强件和防撞件等.实验试件尺寸为100 mm×30 mm×1.2 mm的平板件.实验中自制的简易焊接夹具夹紧试件，为了尽可能避免油污影响焊接质量，焊前用丙酮清洗焊接部位，去除油污.

1.2实验装置及设备

实验采用的激光器是德国ROFIN生产的DC025型板条式CO2激光器，激光波长为10.6 μm，最大输出功率P=2 500 W，连续输出的激光模式为TEM00，光束发散半角α0.9，采用焦距f=200 mm的铜抛物反射镜聚焦，光束聚焦后的焦斑直径为0.4 mm；焊接机床为湖南大学激光研究所与上海团结普瑞玛公司共同开发的SESAMO型数控三维五轴激光切割焊接机床.光谱采集系统采用美国Princeton Instruments公司生产的SpectraPro2356型光谱仪.为了提高测量精度和方便光谱信号的后处理分析，本试验选择分辨率为0.05 nm，1 200 g/mm的光栅.采用光纤探测组件接受光信号并将光信号传输给光谱仪.光纤探测头固定装置采用二位电动位移平台.实验示意图如图1.

焊后采用型号为JXA8230的电子探针显微分析仪对焊缝元素进行半定量的线扫描分析（日本进口的电子探针显微分析仪 （Electron Probe Micro Analyzer，EPMA））.

1.3实验方案

实验过程采用搭接焊，正交试验选取激光焊接过程中对焊接质量有较大影响的4个因素，分别是激光功率、焊接速度、离焦量、辅助气体流量（注：采用Ar气），每个因素各取4个水平，其焊接水平因素表如表2所示，实验参数表如表3所示，实验过程中采集光致等离子体信号谱线.

2实验结果及分析

实验前，首先分析了锌的烧损量与镀锌层烧损宽度的相关性.锌的烧损宽度采用体式显微镜测量焊缝两侧平行于焊缝中心线的两条白色烧损线间的宽度；焊后锌含量采用电子探针显微分析仪进行中间层锌元素含量扫描后获取.如图2所示，上、下层锌的烧损宽度与焊后试件锌的含量正相关，因而可以用上、下层锌的烧损宽度来描述焊后试件锌的烧损量[7].

2.1焊接工艺参数对锌烧损的影响

照射到工件表面的激光辐照功率密度是否达到锌汽化的阈值将决定锌的烧损宽度[8].以上、下层锌烧损宽度及腐蚀后增重千分比为分析依据，其影响锌烧损因素主次顺序为：焊接速度、激光功率、辅助气体流量、离焦量，优水平为激光功率1 400 W，焊接速度25 mm/s，离焦量-1 mm，辅助气体流量25 L/min.研究结果表明：上述4个焊接工艺参数中，辅助气体流量对锌烧损的影响最小.

2.1.1焊接速度对锌烧损的影响

焊接速度是本焊接过程中对焊接质量最重要的影响工艺参数.从图3中可以看出，上、下层锌的烧损量及焊后腐蚀增重比都随着焊接速度的增大而减小.在激光功率一定的条件下，焊接速度增大，输入试件的线能量减少，因而上、下层锌的烧损量也随着减少.然而，激光深熔焊接形成稳定小孔存在着激光输入线能量最小阈值[7].因而，激光功率一定时，焊接时形成稳定小孔存在合适的焊速范围.焊接速度过大，焊接过程无法形成稳定的小孔；焊接速度过小，锌的烧损量增加.同时，过低的焊接速度还会导致热输入量过大，从而导致焊缝组织性能恶化或出现宏观裂纹.

2.1.2激光功率对锌烧损的影响

激光功率是本焊接试验中影响镀层锌烧损的主要因素.上、下锌层烧损宽度、腐蚀后增重千分比均随着激光功率的增大而增大.激光功率越大，输入能量越大，试件表层上的镀层锌越容易汽化.此时，锌的烧损量（pi）与激光功率近似呈正比，如图4所示.试件材料接触中性的盐水，可以用于模拟大气腐蚀条件下焊件受外部介质的化学作用或电化学作用发生腐蚀.试验结果表明，激光功率越大，锌的烧损量越大，焊后试件腐蚀程度越严重.

2.1.3离焦量对锌烧损的影响

离焦量也是影响镀锌钢激光焊接锌烧损的重要工艺参数.上、下锌层锌的烧损宽度由照射到工件表面的激光辐照功率密度是否达到锌汽化阈值来决定.而离焦量的变化带来了辐照在工件表面的光斑直径和照射在工件表面激光功率密度的变化，进而影响工件材料对激光能量的吸收及上、下锌层锌的烧损宽度.图5表明，锌的烧损量变化在离焦量-1.5 mm～1 mm区间中波动变化，试件焊后腐蚀后增重千分比的变化与上、下锌层烧损宽度变化趋势相同.离焦量为-1.5 mm时，锌的烧损量比-1.0 mm时大.这是因为该区域中激光辐照光斑的直径起主导作用，激光辐照面积越大，锌的烧损量越大.而离焦量在-1.0 mm至1.0 mm区间，离焦量引起的激光辐照功率密度决定了锌的烧损.离焦量为0时，激光辐照功率密度在离焦量为-1.0 mm～1.0 mm区域中最大，此时锌的烧损宽度最大.

2.2锌谱线强度与锌烧损的相关性

采用等离子体特征信号作为焊接质量实时在线监测的依据是激光焊接在线监测技术的发展趋势.本文采集了16组实验中的5组光致等离子体谱线信息进行分析，如图6所示.研究发现：锌谱线Zn I 328.2 nm及Zn I 330.3 nm的强度特征随锌烧损量变化显著[8-10].因此本文重点分析了锌谱线Zn I 328.2 nm和Zn I 330.3 nm的平均强度，得到了锌烧损量与锌谱线强度之间的相关性.从图7发现，中间层剩余含锌量随着锌谱线Zn I 328.2 nm和Zn I 330.3 nm的平均强度的增大而减小，即锌的烧损量随着锌谱线Zn I 328.2 nm和Zn I 330.3 nm的平均强度的增大而增大.在光学薄的等离子体中，光发射谱线的强度与激发态原子的密度成正比.而激发态原子的密度分布符合波尔兹曼分布，与锌蒸气原子密度成正比.因此，监测锌谱线Zn I 328.2 nm和Zn I 330.3 nm的平均强度可用于反映镀锌钢激光焊接时锌烧损量的动态变化.

2.3锌元素分布与气孔之间的关系

如图8所示，采用电子探针显微分析仪进行锌元素线扫描的过程中发现，锌元素含量突增的地方均有气孔存在，且气孔越大，局域锌元素含量越高.因为在镀锌钢激光焊接过程中，镀层锌和基体钢物理特性的极大差异（镀锌层锌的熔点是420 ℃，沸点是908 ℃，基体钢的熔点是1 300 ℃ ， 沸点是2 861 ℃[11-12]），镀层锌的汽化先于基体钢的熔化.由于锌的沸点低， 镀锌钢板的镀层锌极易汽化而形成锌蒸气.当锌蒸气被压入焊接熔池时， 对熔池产生扰动， 熔池中的气泡不易排出.加之激光焊接熔池的冷却速度快，熔池凝固时间短，熔池中的锌蒸气引起的气泡极易使焊缝产生气孔.

3结论

镀锌钢激光焊接时，以上、下层锌烧损宽度及腐蚀后增重千分比为依据，其影响锌烧损因素主次顺序为：焊接速度、激光功率、辅助气体流量、离焦量，优水平为激光功率1 400 W，焊接速度25 mm/s，离焦量-1 mm，辅助气体流量25 L/min.分析可得出以下结论：

1）激光功率越大，焊接速度越小，输入工件的线能量越大，锌的烧损量越大，焊后试件腐蚀程度越严重；而在离焦量为-1.5～1 mm区间，锌的烧损量和试件焊后腐蚀增重千分比成波动变化.

2）焊后试件含锌量随着锌谱线Zn I 328.2 nm和Zn I 330.3 nm的平均强度的增大而减小，即锌的烧损量随着锌谱线平均强度的增大而增大.锌谱线Zn I 328.2 nm和Zn I 330.3 nm的平均强度可用于在线监测镀锌钢激光焊接时锌烧损量的动态变化.

3）激光焊接镀锌钢时产生气孔是因为镀层锌的蒸发而引起，气孔越大，局域锌元素含量越高.

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激光焊接范文第6篇

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新在哪里 本题的新颖之处在于以双曲线为载体考查同角三角函数间的关系以及三角恒等变换.

难度系数 0.70

解后反思 学生要明确双曲线的性质，不要认为凡是含x2项的分式的分母对应的就是实半轴的平方.

真题再现2 （上海理科卷第21题）已知函数 f（x）=2sin ωx，其中常数ω>0.

新在哪里 本题在零点这个框架下，需要学生有很强的分析与思考能力.学生对复杂的问题要有较强的分解能力，同时对数形结合思想的运用要合理.

难度系数 0.40

解后反思 本题对第（1）问的处理主要考查两个方面的内容：①会求 f（x）=2sin ωx的单调递增区间（注：要能分辨清楚求函数的单调区间与函数的值域的操作步骤）；②要能清向；后半部分是本题最出彩的地方，解决这类问题最多的还是借助函数的图形来综合考虑.破解此问有核心的两步：①若b-a最小，则a和b都是零点；②在区间（14π+a，b]上至少有一（Ⅰ）求函数f（x）与g（x）的解析式.

（Ⅲ）求实数a与正整数n，使得F（x）= f（x）+ag（x）在（0，nπ）内恰有2 013个零点.

新在哪里 本题在三角函数的图像的变换和性质下，利用导数这个工具，融合等差数列与零点的提问一一呈现出来.

难度系数 0.30

解答过程 （Ⅰ） f（x）=cos 2x，g（x）=sin x.解答过程省略.

（Ⅲ）依题意F（x）=asin x+cos 2x.令F（x）=asin x+cos 2x=0，当sin x=0，即x=kπ（k∈Z）时，cos 2x=1，从而x=kπ（k∈Z）不是方程F（x）=0的解.所以，方程F

当x变化时，h′（x）和h（x）的变化情况如下表：

当x>0且x趋近于0时，h（x）趋向于-∞；当xπ且x趋近于π时，h（x）趋向于+∞；当x1时，直线y =a与曲线y =h（x）在（0，π）内无交点，在（π，2π）内有2个交点；当a

由函数h（x）的周期性，可知当a≠±1时，直线y =a与曲线y =h（x）在（0，nπ）内总有偶数个交点，从而不存在正整数n，使得直线y =a与曲线y =h（x）在（0，nπ）内恰有2 013个交点；当a=1或a=-1时，直线y =a与曲线y =h（x）在（0，π）∪（π，2π）内有3个交点，由周期性有2 013=3×671，所以n=671×2=1 342.

激光焊接范文第7篇

关键词：激光焊接技术；研究现状；未来制造业

中图分类号：TG456 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0011-02

21世纪是现代科技高速发展的时代，而激光技术作为目前时展中人们所最为瞩目的可击之一，其不仅仅是应用于现代军事领域，同样随着激光技术的日益娴熟以及其本身的制造工艺和应用工艺的普遍化，未来能够在更多的行业得到广泛应用，其中就包括传统制造业。由于传统焊接本身更多是依赖于焊接人员自身的工作经验以及对于焊接目标的目测实现焊接，其往往精度存在一定的偏差性，很难实现高精度项目的作业，而激光焊接无疑能够有效解决这一难题，利用激光技术准确对现有的目标进行准确的焊接，从而大大提升了焊接的准确性和有效性。未来随着工业现代化的迅猛发展，激光焊接技术有着广阔的应用空间。鉴于此，本文主要通过对激光焊接技术的内涵以及分类出发，就目前国内外激光焊接技术研究现状进行综合性、系统性的分析，并由此结合未来制造业发展需求以及激光焊接的特点，对其未来的应用以及发展进行展望。

1 激光焊接技术的内涵及分类

激光焊接顾名思义就是传统焊接技术与现代激光科技的结合，其主要是利用利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，利用激光本身的高度聚焦，在短时间内形成强烈的脉冲，从而对材料进行加工和切割。相对于传统焊接而言，其本身精度更高，更加的灵敏，焊接小了也更高，因而适用于在材料的微小区域进行焊接。激光焊接技术借助于特定的戒指的往复振荡，将其转化为高辐射能量，并且对这一辐射能量进行聚焦，由此超过材料的燃点，最终实现不同材料之间的粘连。

从现代激光焊接的发展现状以及特点来看，其主要分为两类，一是激光深焊接，其主要是通过将大功率激光束直接投射到材料表面，利用热能与光能的转化，从而使得材料在持续照射下软化直至融化；另一类是是热传导焊接技术，与激光深焊接的主要差异在于材料表层的热量通过热传导方式继续向材料内部传送，最终实现使焊接材料合二为一。

上述两种激光焊接其主要是利用了不同能量之间的转换从而实现了对于不同材料的粘连，即实现了焊接。由于激光焊接本身精度更高，更加容易对能量进行聚焦，因而更加容易控制，且能够实现较远距离的焊接，因此其本身的应用更多的是在现代高新技术行业，例如电子器件以及仪表器件等对于焊接精度要求较高的行业，借助于其独特的优点，目前已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。而未来随着现代科学技术的发展以及不断进步，对于激光焊接的应用以及发展也变得更加的多元化，从而形成更多的分类，例如双光束复合焊、激光-MIG复合焊、激光-电弧复合焊等等，他们的出现无疑能够进一步拓宽激光焊接技术的应用领域，提升整体传统制造业的焊接效率和精准度。

2 当前激光焊接技术的研究现状

2.1 国外对其研究现状

由于国外激光技术以及制造业较为发达，因此他们早在上世纪八十年代就已经逐步开始研究以及分析如何将现代激光技术应用在传统制造业中。以欧盟、美国等西方国家和亚洲的日本为例，他们借助于自身发达的科学技术实力以及良好的制造业基础，在政府合理的引导以及财政支持下，激光焊接技术发展非常快速，特别是进入新世纪以后，已经在许多的制造业和其他行业中能够看到激光焊接结束的应用，包括电子工业、造船工业、汽车工业等等，都能够看到现代激光焊接技术的应用。并且，他们为了能够对整个技术进行合理的应用，已经初步形成了焊接技术的行业标准，从而使得其能够在一个合理可控的范围内得到应用。与此同时，为了进一步提升焊接效率，使得激光焊接技术能够更好地应用于现代大型生产，特别是大型制造业以及建筑业，西方发达国家近年来在积极研究如何提升激光焊接的效率，通过大功率激光器的研究，进一步推动和实现大功率激光焊接技术的实现，由此真正将其应用到大型制造业、建筑业甚至是军事领域，进行潜艇以及军舰的制造。

2.2 国内对其研究现状

相对于国外成熟的技术而言，我国指导改革开放之后在开始逐步接触和了解激光技术，而直到上世纪九十年代末才开始逐渐将激光技术与传统焊接应用相结合。目前，激光焊接技术研究在国内走在前列的当属哈尔滨焊接研究所。近年来，其除了进一步拓宽和研发新的激光焊接种类以及设备之外，也在积极模仿以及参照国外研究的最新动向，不断寻求大功率激光焊接技术的突破与发展。而最新的研究成果显示，他们成功克服了国内大型构件的焊接难题，这无疑标志着我国在激光焊接技术领域的重大突破，也为未来大型工程重大应用奠定了基础。

除此之外，目前国内的激光焊接技术研究还集中在激光热丝焊、异种金属焊等领域，他们都是现代激光焊接技术研究的最新课题。而国外在相关研究领域已经取得了突破，特别是德国已经初步掌握了异种金属焊的技巧和方式，而未来我国要想真正熟练的应用以及掌握激光焊接技术，将其应用到更多的领域以及行业内，无疑就必须要攻破上述课题，要进一步完善以及优化激光焊接技术。

总体而言，虽然国内的激光焊接技术与国外目前的研究以及发展进度存在一定的差距，但是随着研究的不断深入，这一差距正在被逐步缩短，未来其必然会被广泛应用于实际生产和生活中。

3 激光焊接技术的发展趋势

激光焊接作为现代科技与传统技术的结合体，其相对于传统焊接技术而言，尤其独特之处并且本身的应用领域以及应用层面更加广泛，可以极大的提升焊接的效率和精度。其功率密度高、能量释放快，从而更好的提高了工作效率，同时其本身的聚焦点更小，无疑使得缝合的材料之间的黏连度更好，不会造成材料的损伤和变形，所以焊接之后也无需进行后续处理。由此，其本身主要是应用于高新技术领域，而未来随着人们对于这一技术的了解以及掌握的不断深入，必然可以应用于更多的行业以及领域。

可以说激光焊接技术的出现，实现了传统焊接技术所无法应用领域，其能够简单的实现不同材质、金属与非金属等多种焊接需求，并且因为激光本身的穿透性和折射性，使得其能够依据光速本身的运行轨迹，实现360度范围内的随意焦，而这无疑是传统焊接技术发展下所无法想象的。除此之外，因为激光焊接能够在短时间内释放大量热量实现快速焊接，因而其对于环境要求更低，能够在一般室温条件下进行，而无需再在真空环境或是气体保护状态下。

经过几十年的发展，人们对于激光技术的了解以及认知程度最高，其也从最初的军事领域逐步扩展到现代民用领域，而激光焊接技术的出现进一步拓展了激光技术的应用范围。未来激光焊接技术不仅仅能够用于汽车、钢铁、仪器制造等领域，其必然还可以在军事、医学等等更多的领域得到应用，特别是在医学领域，借助于其本身的高热量、高融合、卫生等特点，更好的在神经医学、生殖医学等临床诊治中应用。而其本身的精度优势也会在更多的精密仪器制造业中得到应用，从而不断造福人类以及社会的发展。

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激光焊接范文第8篇

【关键词】激光焊接技术；优势；应用；发展；

1.激光焊接综述

激光焊接是一种非接触焊接工艺，利用激光能源将若干不同的焊接材料进行拼合，从而择接成一个整体，以满足不同零部件对材料性能的不同要求的焊接工艺。激光焊接仅在焊点处施加垂直压力，从而能够将产品受到的机械应力降至最低，用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化，以保证焊接质量。

激光焊接与传统择接方法的主要区别就在于二者的热传导方式不同，并且很多因素都会影响到焊接材料对激光束能量的吸收，例如即时激光束的能量密度、激光c的类型、煌接材料的表面状况都会影响到能量的传输。激光焊接的两个重要指标是：（溶化效率，即培合区刚好熔化工件所需要的热量与工件吸收的热量之比；（热传输效率，即工件吸收的热量与激光束能量之比。

2.引进激光焊接的优势

激光焊接机是利用激光束的高方向性和高功率密度的特点，通过光学系统将激光束聚集于一小区域内形成局部高温，从而使金属熔化焊接起来。激光加工是无接触加工，能量在短时间内供给，因此能避免对加工点外的热影响，又由于加工时间短，对运动中的物体也能进行加工。

随着经济的不断发展，企业的市场压力不断加大，迫使企业需要寻求新的发展方向，得以在激烈的市场竞争中生存。激光焊接可以从根本上提高产品质量，增强企业的市场竞争力。以前采用激光焊接的主要障碍是激光焊接机的价格高，这是因为所需要的激光功率较大。而近年来激光焊接机每瓦的价格已经下降，因而可与其它焊接工艺竞争，并且激光焊接的运作费用较低，从而使得激光焊接可以进入企业生产流程。

激光焊接的熔透深而且易于控制，熔透深度取决于金属导热率，焊缝的深宽可比电弧焊的大，充分提高产品的焊接质量。激光焊接速度快，焊接取决于材料.、熔透深度和激光功率。薄材料焊接速度可达30m/s，提高产品的生产效率，增加产值。激光焊接的工艺重复性好，对于水冷壁等形状固定，可使用自动焊的部位容易实现计算机化，适用于大批量生产，进一步提高产品的生产效率。同时，激光焊接的应用范围非常广，可提供足够高的功率来焊接各种同类或不同类材料，还可以焊接形状不规则的接缝，对于一些传统技术很难焊接的合金系列，采用激光焊接可使过程稳定，焊缝强度提高并具有优异的成形。在锅炉的整个生产过程中，基本上全部都是围绕着焊接来进行的，焊接质量以及焊接所用时间和所消耗的劳动

力对整个锅炉制造过程中的质量及效率是非常重要的。而采用激光焊接技术，能够大大提高在焊接环节的工作效率及生产质量，符合锅炉制造优化效率，规模化发展的前景和趋势。

3.激光焊接技术在锅炉制造中的应用

激光焊接机是利用激光c的高方向性和高功率密度的特点，通过光学系统将激光c聚集于一小区域内形成局部高温，从而使金属熔化焊接起来。激光加工是无接触加工，能量在短嘉誓诠，因此能避免对加工点外的热影响，又由于加工时间短，对运动中的物体也能进行加工。

激光焊接的熔透深而且易于控制，熔透深度取决于金属导热率，焊缝的深宽可比电弧焊的大，充分提高产品的焊接质量。激光焊接速度快，焊接取决于材料、熔透深度和激光功率。薄材料焊接速度可达，提高产品的生产效率，增加产值。激光焊接的工艺重复性好，对于水冷壁等形状固定，可使用自动焊的部位容易实现计算机化，适用于大批量生产，进一步提高产品的生产效率。同时，激光焊接的应用范围非常广，可提供足够高的功率来焊接各种同类或不同类材料，还可以焊接形状不规则的接缝，对于一些传统技术很难焊接的合金系列，用激光焊接可使过程稳定，焊缝强度提高并具有优异的成形。在锅炉的整个生产过程中，基本上全部都是围绕着焊接来进行的，焊接质量以及焊接所用时间和所消耗的劳动力对整个锅炉制造过程中的质量及效率是非常重要的。而采用激光焊接技术，能够大大提高在焊接环节的工作效率及生产质量，符合锅炉制造优化效率，规模化发展的前景和趋势。

锅炉制造并不是一个新鲜的行业，在过去相当长的时期内，锅炉制造的重点在锅炉实用性及安全性上，那是因为过去技术水平有限，所以大多精力都放到了抓质量上。而随着时代的发展，在质量能够得到充分保证的同时，锅炉在外形上的美感也成为消费者选择购买的重要参考因素，激光焊接在提高产品质量的同时还可以在很大程度上改善焊缝的外观质量，使产品外观美观大方，充分吸引购买者的注意力，从而提高产品的市场竞争力。其原因就是激光焊接可实现无接触焊接，激光束不会使工件受力，工件变形小，热影响区也小，从而使得焊接部位更加美观。激光焊接技术运用到锅炉制造行业里，能够帮助锅炉企业更好的解决这个问题，使得产品美观大方，将会成为产品的一大卖点。

对于锅炉制造行业而言，激光焊接技术的出现，能够帮助他们利用更先进的焊接技术对锅炉进行焊接，在保证优秀的焊接质量的同时，使得锅炉外形更加美观大方。并且与金属焊接相比，使用激光焊接的焊缝更加耐一磨、耐腐蚀，这种先进的技术会给锅炉制造业注入新的活力与动力。

4.展望

目前激光焊接在国外，尤其在美国已得到广泛应用。目前我国千瓦级和百瓦级的COZ激光器已成为商品，这就为我国大力开展激光热处理的研究和应用提供有力的工具。我国在激光热处理的应用方面也必将取得重大成就。引进激光焊接在很大程度上可以提高产品质量，改善产品外观，从而提高企业的市场竞争力，使得企业继续充满活力的前进。

结束语

随着科学技术水平的不断提高，激光焊接在汽车，钢铁，造船等行业得到了广泛的应用，并进一步促进了激光焊接技术的不断发展和进步，这也显示出激光焊接技术的应用前景是非常乐观的，相信激光焊接技术在锅炉制造行业中也将得到广泛应用，也会给企业带来巨大的经济效益。但同时我们也要清楚的知道，任何一项技术在发展的过程中都会有其自身的局限性，使用激光焊接技术的过程中，也应该清醒的认识到这项技术自身所存在缺陷与不足，在生产工作中不断地予以改进，这才是企业长久发展的可行之道，相信在不久的将来激光焊接技术一定会得到广泛应用并取得丰硕的成果。

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激光焊接范文第9篇

关键词：激光焊接　工艺　质量

激光是辐射的受激发射光放大的简称，由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性，自诞生以来，其在工业加工中的应用十分广泛，成为未来制造系统共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束，激光束经过光学系统聚焦后，其激光焦点的功率密度为104～107W／cm2，加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化，熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。这种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。

一、激光焊接的一般特点

激光焊接是利用激光束作为热源的一种热加工工艺，它与电子束等离子束和一般机械加工相比较，具有许多优点：(1)激光束的激光焦点光斑小。功率密度高，能焊接一些高熔点、高强度的合金材料；(2)激光焊接是无接触加工，没有工具损耗和工具调换等问题。激光束能量可调，移动速度可调，可以多种焊接加工；(3)激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行控制，焊接速度快，功效高，可方便的进行任何复杂形状的焊接；(4)激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序处理；(5)激光可通过玻璃焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件；(6)激光束易于导向、聚焦。实现各方向变换；(7)激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便，(8)激光焊接生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。

二、激光焊接工艺与方法

1、双／多光束焊接

双／多光束焊接的提出最初是为了获得更大的熔深和更稳定的焊接过程和更好的焊缝成形质量，其基本方法是同时将两台或两台以上的激光器输出的光束聚焦在同一位置，以提高总的激光能量。后来。随着激光焊接技术应用范围的扩大，为减小在厚板焊接，特别是铝合金焊接时容易出现气孔倾向，采用以前后排列或平行排列的两束激光实施焊接，这样可以适当提高焊接小孔的稳定性，减少焊接缺陷的产生几率。

2、激光－电弧复合焊

激光－电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点之一。该方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求，激光焊接本身存在的间隙适应性差，即极小的激光聚焦光斑对焊前工件的加工装配要求过高，此外，激光焊接作为一种以自熔性焊接为主的焊接方法，一般不采用填充金属，因此在焊接一些高性能材料时对焊缝的成分和组织控制困难。而激光－电弧复合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小变形的优点，又具有间隙敏感性低、焊接适应性好的特点，是一种优质高效焊接方法。其特点在于：

可降低工件装配要求，间隙适应性好。

有利于减小气孔倾向。

可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。

电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高。

利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能，对焊接特种材料或异种材料有重要意义。

激光与电弧复合焊的方法包括两种，即旁轴复合焊和同轴复合焊。旁轴激光一电弧复合焊方法实现较为简单，但最大缺点是热源为非对称性，焊接质量受焊接方向影响很大，难以用于曲线或三维焊接。而激光和电弧同轴的焊接方法则可以形成一种同轴对称的复合热源，大大提高焊接过程稳定性，并可方便地实现二维和三维焊接。

三、激光焊接过程监测与质量控制

激光焊接过程监测与质量控制一直是激光焊接领域研究和发展的一个重要内容，利用电感、电容、声波、光电、视觉等各种传感器，通过人工智能和计算机处理方法，针对不同的激光焊接过程和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝成形质量监测等，并通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现高质量的自动化激光焊接过程。

(1)激光焊接过程监测

利用各种传感器对激光焊接过程中产生的等离子体进行检测是常用和有效的方法，如图1所示。根据检测信号的不同，激光焊接质量检测主要包括以下几种方式：

①光信号检测。检测对象为激光焊接过程中的等离子体(包括工件上方和小孔内部)光辐射和熔池光辐射等。从检测装置的安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面检测。使用的传感器主要有光电二极管、光电池、CCD和高速摄像机，以及光谱分析仪等。

②声音信号检测。检测对象主要为焊接过程中等离子体的声振荡和声发射。

③等离子体电荷信号。检测对象为焊接喷嘴和工件表面等离子体的电荷。

利用光电传感器检测激光焊接过程中等离子体光辐射强度的变化是激光焊接过程监测与控制的重要方法之一。国内外研究工作表明。利用光电传感器可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度，焦点位置、喷嘴至工件表面距离、对接间隙等工艺条件的波动引起的焊缝熔深和成形质量的变化，不仅可以诊断出诸如咬边、烧穿、驼峰等焊缝成形缺陷，而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量，例如，气孔倾向的严重程度。

(2)激光焊接过程控制

激光焊接过程控制的主要内容就是对焊接工艺参数的控制。在激光焊接时，光束焦点位置是影响激光深熔焊质量最关键而又最难监测和控制的工艺参数之一。在一定激光功率和焊接速度下，只有焦点处于最佳焦点位置范围时，才可获得最大熔深和良好的焊缝成形。偏离这个范围，熔深则下降，甚至破坏稳定的深熔焊过程，变为模式不稳定焊接或热导焊。但实际激光焊接时，存在多种因素影响焦点位置的稳定性，包括因非平面工件和焊接变形引起的焊接喷嘴一工件距离变化，激光器窗口、聚焦镜等元件热透镜效应引起焦点位置的变化，以及光束在飞行光路中不同位置引起焦点位置的变化等。如何迅速确定激光焦点位置并将其控制在合适的范围，一直是激光焊接迫切要求解决而又难度很大的课题。

激光焊接范文第10篇

Abstract: Laser welding technology of laser materials rocessing is one imortant asect, its high-intensity laser beam radiation to the metal surface, by laser interaction with metal, so that the formation of weld metal melting. Because of its unique advantages, laser welding technology in machinery, automobile, steel, medical and other industrial deartments have been increasingly widely used. This article describes the main advantages of laser welding and limitations, the choice of arameters, the welding characteristics of common engineering materials, alication etc.

关键词:激光焊接技术焊接特性应用

Keywords: Shock weldingWelding characteristicsAlication1

一、引言

激光焊接技术是激光器在材料加工方面的一个重要应用。高功率CO2及高功率YAG激光器的出现,开辟了激光焊接的新领域。

二、激光焊接的主要优点与局限性

因为激光焊接具有其独特的优点:(1)激光功率密度高,可以对高熔点、难熔金属或两种材料进行焊接;(2)聚焦光斑小,加热速度快,作用时间短,热影响区小,热变形可忽略;(3)激光焊接属于非接触焊接,无机械应力和机械变形;(4)激光焊接装置易于与计算机联机,能精确定位,实现自动焊接,而且激光可通过玻璃在真空中焊接;(5)激光焊接可在大气中进行,无环境污染;等

3 工艺参数的选择激光焊接参数是决定焊接能力的重要因素,对焊接质量也有影响,激光焊接加工条件参数主要有功率密度、脉冲波形、脉冲宽度、离焦量、焊接速度、保护气体等。功率密度是激光加工中最关键的参数之一,采用较高的功率密度(即工件上功率密度>106 W/cm2)。随着熔化层加厚,热阻增加,熔化区温度继续上升。当金属表面温度达到沸点时,发射率又一次迅速下降,铜为19%,钢为14%。根据铜和钢在室温、熔点、沸点时的绝对反射率,若需保证金属表面维持在熔、沸点间传递能量,根据热传导方程则可求出不同时刻焊接以上两种材料所需激光功率密度的相对值。

四、激光焊接特性

4.1 碳钢与普通合金钢

碳钢激光焊接效果良好,其焊接质量取决于杂质含量,低碳沸腾钢由于硫、磷的含量高,并不适合激光焊接。低碳镇静钢由于低的杂质含量,焊接效果就很好。中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接,但需要预热和焊后处理,以消除应力,避免裂纹形成。碳当量小于0.30%,预热温度视情况而定;0.30%-0.60%, 预热温度200-500。C ;超过0.60% ,预热温度400-800。C 。

4.2 不锈钢的激光焊接

一般的情况下,不锈钢激光焊接比常规焊接更易于获得优质接头。由于高的焊接速度热影响区很小,敏化不成为重要问题。与碳钢相比,不锈钢低的热导系数更易于获得深熔窄焊缝。在工业生产中,不锈钢的激光焊接取得了大量的成功应用。

4.3铜、铝及其合金

铝合金的激光焊接需要相对较高的能量密度。这有两方面的原因:一是铝合金的反射较高;二是铝合金的导热系数很高。LY16、L1-L6和LF21系列的铝合金能够成功的实现激光焊接,且不需要填充金属。但是,许多其他铝合金中含有易挥发的元素,如硅、镁等,因此无论采取哪一种激光自动焊接方法(不填充金属),焊缝中都有很多气孔。而激光焊接纯铝时不存在以上问题。

4.4 钛及其合金

钛和钛合金很适合激光焊接,可获得高质量、塑性好的焊接接头。但是钛对氧化很敏感,对由氧气、氢气、氮气和碳原子引起的间隙脆化很敏感,所以要特别注意接头的清洁和气体保护问题。

五、激光焊接的应用

钢材行业应用

CO2激光焊在钢铁行业中主要用于以下几个方面。

1. 硅钢板上的焊接:生产中半成品硅钢板,一般厚为0.2～0.7mm,幅宽为50～5000mm,常用的焊接方法是TIG焊,但焊后接头脆性大,用1kW CO2激光焊焊接这类硅钢板,最大焊接速度可达10m/min,焊后接头的性能得到了很大的改善。

2.冷轧低碳钢的焊接:板厚为0.4～2.3mm,宽为508～1270mm的低碳钢板,用1.5kW CO2激光器焊接,最大焊接速度为10m/min,投资成本仅为闪光对焊的2/3。

3. 酸洗线用CO2激光焊接机:酸洗线上板材最大厚度为6mm,最大板宽为1880mm,材料种类多,从低碳钢到高碳钢、硅钢、低合金钢等,一般采用闪光对焊。焊高碳钢时不稳定的闪光及硬化,造成接头性能不良。用激光焊可以焊最大厚度为6mm的各种钢板,接头塑性、韧性比闪光对焊有较大改进,可顺利通过焊后的酸洗、轧制和热处理工艺而不断裂。

4.钢管的激光焊接:当采用激光焊接技术焊接钢管时,金属的熔化深度和几何形状与所焊金属的热物理性能、激光辐射的吸收及反射能的数量、激光束的总功率及单位功率、焊接速度、气体保护方法和保护气体的成分都有关系。焊缝区的气体保护可采用3种送气方式:①与激光束轴心线呈一定夹角;②平行于焊接件表面;③与激光束同轴。方式②可使所焊金属的熔化状态更为稳定;方式①可使金属达到最大的熔化深度,但却不能保证金属熔化的稳定性;方式③适用于焊接厚度小于3mm的金属。另外激光焊接在汽车工业、电子工业、生物医学等其他领域也有相当广泛的应用!

参考文献:

[1]Koechner W.固体激光工程[M].北京科学出版社,2002

[2]关振中编著.激光加工工艺手册[M].中国计量出版社,1998