激光焊接技术的应用.doc

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1、激光焊接技术的应用激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型。即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过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。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，随着高功率CO2和高功率的YAG激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功，使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于CO2激光和YAG激光焊接各种金属材料时的理论，

2、包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发乍机理与防止方法等，并对镍蓐耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性．焊接现象建模与数值模拟。钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接，激光接头性能评价等方面做了一定的研究。1激光焊接的原理   激光焊接原理：激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面。通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。1．1热传导焊接   当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射。一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将

3、炳焊件熔接在一起。1．2激光深熔焊   当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射。凹坑穿人更深。当激光停止照射后。凹坑周边的熔液回流。冷却凝固后将两焊件焊接在一起。2激光焊接的应用领域2．1制造业应用   激光拼焊（TailoredBlandLaserWelding）技术在国外轿车制造中得到广泛的应用，据统计，2000年全球范围内剪裁坯板激光拼焊生产线超过100条，年产轿车构件拼焊坯板7000万件，并继续以较高速度增长。国内生产的引

4、进车型Passat，Buick，Audi等也采用厂一些剪裁坯板结构。日本以CO2激光焊代替了闪光对焊进行制钢业轧钢卷材的连接．在超薄板焊接的研究，如板厚loo微米以下的箔片，无法熔焊，但通过有特殊输出功率波形的YAG激光焊得以成功，显示了激光焊的广阔前途。2．2粉末冶金领域   随着科学技术的不断发展。许多工业技术上对材料特殊要求，应用冶铸方法制造的材料已不能满足需要。由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造优点。在某砦领域如汽车、飞机、工具刃具制造业中正在取代传统的冶铸材料，随着粉末冶金材料的日益发展。它与其它零件的连接问题显得日益突出，使粉末冶金材料的应用受到限制。在八十年代初期，激光焊

5、以其独特的优点进入粉末冶金材料加工领域，为粉末冶金材料的应用开辟了新的前景，如采用粉末冶金材料连接中常用的钎焊的方法焊接金刚石，由于结合强度低，热影响区宽特别是不能适应高温及强度要求高而引起钎料熔化脱落，采用激光焊接町以提高焊接强度以及耐高温性能。2．3汽车工业   在20世纪90年代中期，BMW公司利用激光焊接机器人完成了BMW5系列轿车的第一条焊缝，焊缝总长度达12m。到2003年7月，激光焊接焊缝的总长度累计达到150万米。　　激光技术竞争的结果是强化了其在汽车制造工业中的应用。 DaimlerChrysler公司焊接（设备和零部件）技术课题组的负责人ChristianElsner

6、先生认为：激光焊接最主要的应用领域是汽车传动系统和汽车车架的焊接制造。激光焊接长期以来并没有被充分利用，新的激光焊接电源和更高的功率使得激光焊接挤进了长期以来一直被传统焊接技术所占据的“领地”。　　激光技术在汽车工业中之所以得到了极为广泛的应用，与研究所的科技工作者们的劳动是分不开的。DaimlerChrysler公司生产技术与材料技术研究所打算在将来进一步加强与物理研究所的密切合作，使焊接生产过程中的传感器技术能有更好的结果。工业控制系统生产企业、工业控制系统应用企业与科学研究机构之间的合作越紧密，合作的结果就越富有成效。　　新的激光焊接方案　　目前，一些研究机构和工业企业正在研制开发

7、新的激光焊接方案。新型晶体管脉冲的沙本激光器（DiodengepumpteScheibenlaser）就是一个这样的范例。斯图加特激光工具研究所（IFSW）的指出：新的沙本激光技术是一个全新的晶体管固体激光技术方案，它有着很高的激光效率和很好的激光聚焦性能。　　产生激光的介质是一个极薄的反射片，其厚度在百分之几到二百分之几微米之间。脉冲激光射束经紧凑的折射镜系统多次折射，最后经晶体射出。尽管反射片厚度尺寸很小，但是其反射能力极高，总