焊接新技术论文37653

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1、激光焊接工艺的质量控制摘耍：激光是辐射的受激发射光放大的简称，由于其独冇的高亮度、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，激光朿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而的时间、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。这利

2、焊接工艺在未来工业事业中将会得

3、到广泛的应用与研究。关键词：激光焊接工艺质量激光焊接与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵，一次性投资大,技术要求高的问题，使得激光焊接在我国的工业应用还相当冇限，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。其屮，激光焊接在汽车制造领域屮的许多成功应用已经凸现出激光焊接不同于传统焊接方法的特点和优势，也为许多人功率激光器制造商和激光焊接设备制造商提供了更为诱人的经济效益前景。1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

4、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，没冇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

5、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。2激光焊接工艺与方法2」双/多光朿焊接双/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。2.2激光一电弧复合焊激光

6、一电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点该方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求，激光焊接木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耍求过高，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吋对焊缝的成分和组织控制困难。而激光一电弧复合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小变形的优点，又具冇间隙敏感性低、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：可降低工件装配耍求，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

7、获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成木。电弧对等离了体有稀释作用，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。心激光与屯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■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

8、。3、激光焊接设备激光焊接设备主要由激光器、导光系统、焊接机和控制系统组成。3.1.激光器用于激光焊接的激光器主要有C02气体激光器和YAG固体激光器两种。激光器最重要的性能是输出功率和光束质量。从这两方面考虑，C02激光器比YAG激光器具冇很大优势，是目前深熔焊接主要采用的激光器，生产上应用大多数还处在1.5〜6kW范围，但现在世界上最大的CO2激光器已达50kWo而YAG激光器在过去相当长一段时间内捉高功率冇困难，一般功率小于lkW,用于薄小零件的微联接。但是，近儿年来，国外在研制和生产大功率YAG激

9、光器方面取得了突破性的进展，最大功率已达5kW,并已投入市场。由于其波长短,仅为C02激光的1/10,有利于金属表面吸收，口J以用光纤传输，使导光系统人为简化。可以预料，大功率YAG激光焊接技术在今后一段时间内将获得迅速发展，成为CO2激光焊接强冇力的竞争对手。3.2.导光和聚焦系统导光聚焦系统由圆偏振镜、扩束镜、反射镜或光纤、聚焦镜等组成，实现改变光束偏振状态、方向，传输光束和聚焦的功能。这些光学零件的状况对激光焊接质量有极