激光焊接技术精选(九篇)

第1篇：激光焊接技术范文

关键词：激光焊接；汽车；发展

Abstract: This paper mainly introduces the current situation of the development of laser welding technology and basic principle, expounds the characteristics of laser welding technology and its application in the automobile industry, because the laser welding technology has the advantages of high welding quality, high production efficiency, easy to realize automation, thus the laser welding technology has been widely used in automotive industry, but the equipment investment the problems of laser welding also limits the application of laser welding technology in the wider area.

Key words: laser welding; automobile; development

中图分类号: TG456.7

激光焊接技术是一种重要的材料连接方法，早在1964年就有人开始在薄小零件的焊接中应用激光焊接技术，激光焊接因其具有高密度能量、穿透能力强、焊接精度高、焊接柔性大等优点，在航空、航天、电子、汽车、轮船等领域得到了广泛的应用。20世纪90年代初，欧美等国家已把激光焊接技术应用在农业等行业中。在汽车工业中，无论是车身的组装，还是汽车零部件的生产，激光焊接技术都得到了广泛的应用[1]。

几十年来，我国科研工作者也对激光焊接技术开展了广泛而深入的研究，在焊接工艺优化、焊接接头组织性能演变机制等方面取得了大量研究成果。激光焊接技术具有其他焊接技术无法比拟的优势和特点，与其他焊接技术相比，激光焊接技术焊接速度快、深度大、变形较小。焊接设备组成较简单、搭配灵活，同时激光焊接的应用范围较广，能对各种易焊和难焊材料实施焊接[2]。但是，激光焊接技术对焊接设备精度的要求也较高，对技术人员的操作水平要求也高，激光焊接设备的成本代价也比其他焊接设备的成本要高出很多[3]，这在一定程度上阻碍了激光焊接技术的应用范围。但随着激光焊接技术的不断发展运用和技术的成熟，激光焊接已经成为很多领域的必备工序。

1. 激光焊接技术的原理及特点

激光是一种发散性极小、能量密度极高的光源。利用激光这种特有的特性，将经过偏光镜反射的集中在聚焦装置中的高强度激光光束照射到需要焊接的材料或工件表面，高强度的光能被材料吸收利用，转化为热量并将照射材料融化，从而实现材料或工件的连接，这就是激光焊接技术的基本原理[4]。与传统的焊接技术相比，激光焊接技术具有很多优点，由于激光光束高度的收敛集中，可以进行较深的焊接，焊接时焊缝的宽度也就相应的很窄，接头区中高温区域的缩小使工件的变形率降低，极大程度地提高了加工精度；激光焊接时，激光光束照射到焊接工件上，释放出极高的热量，即使是熔点很高的材料，照射部位也能被瞬间融化，这样就提高了焊接速度，且焊接后工件接头区域的表面平整完好，基本上不用进行二次清理，节约了冗余工序和相应的成本；另外，激光光束比较容易操控，可以精确的定位到焊接区域，易于进行高自动化程度的焊接作业。

2. 激光焊接技术在汽车工业中的应用

2.1激光焊接在汽车制造中的应用

在汽车制造中，激光焊接技术主要应用于汽车车身的制造和汽车相关零部件的制造[5]。采用激光拼焊工艺获得的焊接接头质量优良，且焊缝转接也较为平稳，可以大幅改善汽车零部件的抗冲击性和抗疲劳性能。激光焊接技术应用于汽车车身制造中可以减轻结构件和零配件的使用数量，减轻整车重量，节约制造成本。近年来，发达国家在家用轿车制造中近60%的零部件已采用激光焊接技术，广泛应用于变速齿轮、半轴、传动轴、离合器等汽车部件的制造[6]。

2.2激光焊接应用现状

把激光焊接技术应用于汽车工业中最早的国家是德国。早在90年代中期，德国奥迪汽车公司就已经有三百多万辆轿车安装上了用激光焊接的底板和车身辅助构架。目前，在车身结构焊接方面处于世界领先地位的是德国大众汽车公司，该公司生产的的包括Golf、Passat、Polo等在内的多种车型的车顶、车门等主要部位的焊接几乎全部采用激光焊接技术，有效实现了减噪，也使得车身的结构设计更加安全。尽管目前激光焊接技术已经发展到了相当高的水平，但是人们对于激光焊接技术更深层次的探索从未停止过，国外已经着手开始研究新的项目——用远程激光焊来焊接柔性车身。相信激光焊接技术会伴随汽车工业的发展而不断更新和进步，并促进汽车工业的进一步发展。

目前，激光焊接技术在汽车工业，特别是中高档汽车工业的生产中的应用已经比较普遍。宝马、凯莱斯勒一奔驰、通用、福特、大众、丰田、亚菲特等各大汽车公司，都已经建立了自己的激光加工生产线。仅美国通用公司就拥有200多台激光器。激光焊接主应用于车身框架的拼焊和汽车零部件的焊接。比如，为提高汽车车身机构的稳定性和安全性，在汽车顶盖和侧面车身的焊接基本上已经全部采用激光焊接技术，传统的电阻焊已逐步被淘汰。变速器齿轮、气门挺杆和车门铰链等零部件，也已广泛地采用了激光焊接技术，提高了这些部件的质量和精度，也使得汽车整体性能有所提高[7]。

3. 激光焊接技术在汽车工业中应用所面临的问题

当前，激光焊接技术在汽车工业中的应用也面临一些问题。第一，激光焊接一次性的设备投入要比传统焊接的设备投入要高得多，焊接过程中单位时间内的的成本也比传统焊接高，一些规模相对较小的汽车公司就无力承担这些昂贵的设备投入，影响了激光焊接技术的普及和应用。第二，在激光焊接中实现利用计算机进行结果预测和质量监管的技术问题有待进一步研发和提高。由于激光焊接速度快、精密度高，在焊接前准确预测焊接结果并实现对焊接质量的有效控制是提高激光焊接效率和焊接质量、节约成本和工序的关键所在，这项技术目前还不能够完全实现，激光焊接研究工作者仍需在这些方面进行进一步的探索研究[8]。

参考文献:

[1]李晓娜,许先果,边美华.激光焊接在汽车工业中的应用[J].电焊机,2006,36(4):47-49.

[2]李亚江,王娟,刘鹏.特种焊接技术及应用. [M].北京: 机械工业出版社, 2004

[3]陈根余,陈建明,梅丽芳,王祖建.汽车白车身激光焊接生产线单元设计及分析[J].激光技术,2011,36(1):7-10.

[4]丁志宏 激光技术在金属加工中的应用[J].现代制造,2003 (11):34-37.

[5]张旭东,陈武柱.激光焊接技术进展及其在汽车制造中的应用[J].世界汽车,2003 (7):53-56

[6]汤旭东,徐平.汽车车身制造的激光焊接应用[J].自动化博览,2012 (3):48-51.

第2篇：激光焊接技术范文

【关键词】激光焊接焊接特性 应用

中图分类号：E933.43文献标识码：A 文章编号：

激光焊接技术是集激光技术、焊接技术、自动化技术、材料技术、机械制造技术及产品设计为一体的综合技术。激光焊以其高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点，在工业中充分发挥了其先进、快速、灵活的加工特点，不仅在生产率方面高于传统焊接方法，而且焊接质量也得到了显著的提高。激光焊接技术发展到今天，其逐步取代电弧焊、电阻焊等传统焊接方法的趋势已不可逆转。在21世纪中，激光焊接技术在材料连接领域必将起到至关重要的作用。

一、激光焊接的基本特征

1、激光焊接属非接触加工，与接触焊工艺相比，无电极、工具等的磨损消耗，不需对工件加压和进行表面处理，无加工噪声，对环境无污染。

2、焊点小、能量密度高、适合于高速焊接加工，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。

3、焊接时间短，既对外界无热影响，又对材料本身的热变形及热影响区小，尤其适合焊接高熔点、高硬度的特种材料。

4、焊接时无需屏蔽或真空环境，能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。

5、激光焊缝力学性能好，力学性强于母材。焊缝强度高、焊接速度快、焊缝窄且表面状态好，免去焊后清理等工作。

6、极适合于精密件、箱体件和有密封要求焊接件的加工。

7、对带绝缘层的导体可直接进行焊接，对性能相差较大的异种金属也可焊接，实现自动化。可焊接难熔材料如钛、石英等，效果良好。

8、通过光纤实现远距离、可焊接难以接近的部位，实施非接触远距离焊接；光束易于控制、焊接定位精确，很容易搭载到自动机、机器人装置上。

二、常见金属材料的激光焊接特性

激光焊接适用于多种材料的焊接，激光的高功率密度及高焊接速度，使得激光焊缝、热影响区都很小。掌握好一些变化规律，就可以根据对焊缝组织的不同要求来调整焊缝的化学成分，通过控制焊接条件来获得最佳的焊缝性能。

1、碳钢

低碳钢和低合金钢都具有教好的焊接性，但是采用激光焊接时，材料的含碳量（碳当量）不应高于0.25%。对于碳当量超过0.3%的材料，焊接冷裂纹倾向会加大，设计中考虑到焊缝的一定收缩量，有利于降低焊缝和热影响区的残余应力和裂纹倾向。

碳当量大于0.3%的材料和碳当量小雨0.3%的材料在一起焊接时，采用偏置焊缝形式有利于限制马氏体的转变，减少裂纹的产生。材料碳当量超过0.3%时，减小淬火速度也可以减小裂纹倾向。

表面经过渗碳处理的钢由于其表面的含碳量较高，极易在渗碳层产生凝固裂纹，通常不适用激光焊接。

2、不锈钢

奥氏体不锈钢的导热系数只有碳钢的1/3，吸收率比碳钢高。因此，奥氏体不锈钢可获得比普通碳钢深一点的焊接熔深。激光焊接热输入量小，焊接速度高，非常适合于Ni-Cr系列不锈钢的焊接。

马氏体不锈钢的焊接性差，焊接接头通常硬而脆，并由冷裂纹倾向。在焊接含碳量大于0.1%的不锈钢时，预热和回火可以降低冷裂纹和脆裂倾向。

铁素体不锈钢，激光焊接通常比其他焊接方法容易焊接。

3、铜、铝及其合金

紫铜对CO2激光的反射率很高，但对YAG激的反射率很低，所以用激光焊接紫铜还是有可能的。另外，可以通过表面处理来提高材料对激光的吸收。

黄铜的不可焊性是因为其锌的含量超出了激光焊接允许的范围，锌有相对较低的熔点，容易汽化，会导致大量的焊接缺陷如气孔产生。

由于铝合金的发射较高和导热系数很高，铝合金的激光焊接需要相对较高的能量密度。但是，许多铝合金中有易挥发的元素，如硅、镁等，焊缝中都有很多气孔。而激光焊接纯铝时不存在以上问题。

三、激光技术在焊接中的具体应用

目前激光焊应用领域逐渐扩大，主要应用于: 制造业应用、粉末冶金领域、汽车工业、电子工业、生物医学、航空航天工业、造船工业。

1、制造业应用

激光拼焊(Tailored Bland Laser Welding)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，并继续以较高的速度增长。国内生产的引进车型Passat，Buick，Audi等也采用了一些剪裁坯板结构。

2、粉末冶金领域

由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造优点，在某些领域如汽车、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，它与其他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20 世纪80年代初期，激光焊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，采用激光焊接可以提高焊接强度以及耐高温性能。

3、汽车工业

德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂早在20世纪80 年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接，20世纪90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽车制造，尽管起步较晚，但发展很快。

激光焊接还广泛应用到变速箱齿轮、半轴、传动轴、散热器、离合器、发动机排气管、增压器轮轴及底盘等汽车部件的制造，成为汽车零部件制造的标准工艺。我国一些汽车制造厂家已经在部分新车型中采用激光焊接技术，而且从激光焊接技术本身研究的角度看，我国一些科研院所在一些具有特色的领域取得了具有特色的成果。随着我国汽车工业的快速发展, 激光焊接技术一定会在汽车制造领域取得丰硕的成果和广泛的应用。

4、电子工业

激光焊接在电子工业中,特别是微电子工业中得到了广泛的应用。在集成电路和半导体器件壳体的封装中，显示出独特的优越性。在真空器件研制中，激光焊接也得到了应用，如钼聚焦极与不锈钢支持环、快热阴极灯丝组件等。传感器或温控器中的弹性薄壁波纹片其厚度在0.05-0.1 mm，采用传统焊接方法难以解决，TIG焊容易焊穿，等离子稳定性差，影响因素多，而采用激光焊接效果很好，得到广泛的应用。

5、生物医学

生物组织的激光焊接始于20世纪70年代，Klink等用激光焊接输卵管和血管的成功焊接及显示出来的优越性，使更多研究者尝试焊接各种生物组织，并推广到其他组织的焊接。激光焊接作为一种焊接牙科合金的新技术，经过十余年的设备改进、技术更新，在口腔修复领域的应用日趋成熟。

6、航空航天工业

美国在20世纪70年代初的航空、航天工业中即已利用15kW的CO2激光器针对飞机制造业中的各种材料、零部件，进行焊接试验及评估工艺的标准化。近年来，新的应用成果是铝合金飞机机身的制造，用激光焊接技术取代传统的铆钉, 从而减轻飞机机身的重量近20%，提高强度近20%。

7、造船工业

造船业是激光焊接应用的一个重要领域。造船的主要工艺是焊接。采用激光焊接的优点在于可得到高强度的焊件，从而在设计上可减小所用材料的厚度，达到轻重量、高强度的目标。

在其他行业中，激光焊接也逐渐增加，如含有线路板的塑料制品、医疗设备等均可采用激光焊接。

四、结束语

激光加工是21世纪一门发展极快的新制造技术，必将对我国传统工业的技术改造、新兴工业领域以及制造业的现代化提供先进的技术装备，在现有的激光焊接技术的基础上还应该继续对传统的焊接工艺进行技术改造，使激光焊接可以发挥出更好的优势，获得越来越广泛的应用。

参考文献：

[1] 李来平,胡明华,杨学勤,魏薇,朱平国. 激光焊接技术及其在航天领域的应用[J]. 现代焊接,2009,(08).

[2] 张文毓. 激光焊接技术的研究现状与应用[J]. 新技术新工艺, 2009,(01).

[3] 吴明清,尹占顺. 激光焊接技术在工程车辆生产中的应用[J]. 现代焊接, 2008,(08).

[4] 齐力. 激光焊接的应用[J]. 现代焊接, 2005,(01).

[5] 李树锋. 激光技术在焊接中的应用[J]. 现代焊接, 2009,(01).

第3篇：激光焊接技术范文

[关键词] 激光焊接、汽车制造、车身制造、应用

中图分类号：TG456.7；U463.82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0257-01

一、前言

汽车的车身壳体是由几十种、甚至是上百种的薄板冲压件组合而成。这些钣金件通过焊接、铆接等方式进行连接。由于车身冲压件的材料多数是焊接性能优良的低碳钢，因此具有操作简单以及密封性能好的优势。目前在汽车车身制造过程中，由于受到市场对汽车行业的需要和汽车制造行业整体发展的影响，所采用的最广泛的焊接技术就是激光焊接技术，激光焊接技术应用的越来越广泛，并取得了很好的应用效果。

二、激光焊接的原理与概述

激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation），从字面不难看出其意义是通过强光照射激光发生介质，进而使得介质内部原子的电子得到能量，电子运动在受激的情况下轨道发生偏移，从低能态进入高能态。当原子在激发态的状态下时，受到外界辐射感应，使得这些原子又变迁到低能态，同时有一束光发出，这束光在传播方向，偏振，相位和频率等方面，与入射光完全相同，即为受激辐射光。那么如何得到指向性高、高能量密度的激光，就显得尤为重要，也必须使得观光束能够在激光发生介质的两侧的反射镜内王府往复振荡，这就要求必须在一种封闭光线的谐振腔内进行，从而光强得到提高，同时光的方向性也得到了提高。

激光具备的优势有以下几个方面：①激光具有很强的方向性，在传播的过程中，基本不会向外发生扩散；②激光是一种单纯的单色光，波长和频率一定，不是多种光的混合体；③激光具有特别高的输出功率，当采用透镜进行聚焦后，可以得到高于太阳光几百倍的能量密度；④激光有较好的相关性，具有规律的波峰、波谷。

当前，在汽车车身制造中的主要焊接技术有激光焊、电阻点焊、MAG、MIG等，而车身不等厚板之间的拼焊以及车身焊接主要采用激光焊接技术。车身框架结构的焊接，比如侧围与顶盖的焊接。通过激光焊接的应用，车身的重量得到一定的降低，从某种程度上达到了省油的效果；通过激光焊接的应用，车身的装配精度得到提高，车身的刚度可以得到30%的提升，这样能够使得汽车的车身具有更高的安全性能；通过激光焊接的应用，还能有效降低冲压的施工成本和装配的施工成本，与此同时还能使得车身的零件数量减少，使汽车车身的一体化程度更高。将激光焊接技术运用到汽车车身的制造过程中，最早是从20世纪的80年代开始的，主要体现在车身焊接方面。激光技术通过偏光镜将反射激光的光束，集中在聚焦装置中，产生巨大的能量光束，工件在光束的照射下瞬间熔化，焊接成功。

三、激光焊接技术在汽车车身制造方面的应用

1、激光拼焊技术的应用

拼焊技术是汽车制造中的一个重要环节，普遍应用于汽车制造，在车身制造上的应用更为突出。激光拼焊帮我们解决了传统车身制造方式的缺点，传统方式是将各分部件先进行冲压成型，之后再进行焊接，焊接的效果总是不尽如人意，融合处处理不是很完美，甚至融合不是很好。激光拼焊过程中，在车身制造时顺序和传统方式正好相反，先进行焊接，再进行冲压成型。激光拼焊使用零件数量少，可以节约成本，并且能够进行不同材质、不同部位的钢板焊接，焊接精准度较高，这项技术在世界汽车制造业广泛应用，在奇瑞、一汽等国内汽车公司都已近开始使用激光拼焊技术，并且是最先进的汽车车身焊接技术。

激光热源具有特别高加热能力，并且能够将大量的能量进行集中，汇集到一个焊接点上，因此，有了上述提到的激光焊接的优势，从而实现薄板的快速连接。

2、激光熔焊技术的应用

熔焊在焊接过程中，不需要物质填充，可以通过激光在工件表面进行直接作用焊接。根据激光束的能量密度的不同，又有穿透焊和热传导焊之分。穿透焊的特点主要是熔深更深，焊接速度更快。在汽车的白车身上，有2-4层的焊接钢板，有4mm之厚，因此有更高的焊缝深度要求，对激光能量密度的要求也更高，而穿透焊恰恰适合。当激光在工件表面进行作用时，金属发生快速汽化，并且以蒸汽扩散到熔池中，形成一个蒸汽通道，在通道内，激光发生多次反射，使金属充分吸收激光能量，当产生的蒸汽压力不能够再向熔池扩散时，进入到一个稳定的焊接状态。熔池经过的位置，在蒸汽通道周围形成金属熔液流动，使上下两层板熔合在一起，金属冷却后，便形成一条高强度焊缝。热传导焊主要是利用激光汇聚一点产生的强高温度，熔化钢板，温度高达1490℃，通过热效应进行焊接，这种焊接方式多用于平板的拼焊。

3、激光填充焊技术的应用

填充焊不对工件本身进行熔化，而是熔化焊丝，主要通过激光的热效应达到效果，并填充到两个工件之间，进行焊接。填充焊过程中产生的热变形小，焊缝美观，多用于汽车顶盖的焊接。最早应用于车身加工的激光工艺是汽车顶盖的激光钎焊技术。

当前激光焊接技术在汽车车身生产中的应用已经成为一种必然趋势，通过激光焊接技术的应用，车身重量得到降低，车身的装配精度得到提高，车身强度得到加强，车身美观，成本降低，为我国汽车制造企业的稳定持续发展提供了保障。同时，激光焊接技术也得到了业内人士的高度关注，激光焊接技术的产业化和规模化的进一步发展，仍然是我们需要努力的方向，从而为推动我国汽车制造业飞速发展而出力。

4、激光焊

激光焊是运用激光器输出且经过光源聚焦的具有高能量密度激光作热源，对金属实行钎焊或熔化焊。激光焊有脉冲功率激光焊与连续功率激光焊。利用激光焊焊接过程中激光不和工件发生直接接触，具有较高的灵活性，接头实行对接或搭接。利用激光焊焊接工艺可以焊接部分变形较小、强度较高，利用传统焊接方法不能焊接的特殊材料汽车零部件。激光焊有很多优点，因为焊接过程没有连接的间隙，车身焊接位置在整个焊接过程中不会发生变形。激光焊接的焊接宽度和焊接深度比很高，如果焊接缝宽1mm，焊接深度要高达5mm，因此，激光焊的焊接质量非常高。因为激光焊的焊缝较为平整，焊接的痕迹较小，几乎不用再进行修补，很多汽车公司都在运用该焊接技术。上汽通用汽车公司焊接车侧围和顶盖连接位置运用激光焊，焊接后盖外板上片与下片连接位置运用激光焊，伴随汽车行业不断发展，激光焊运用一定会越来越广泛。

四、结束语

综上所述，在汽车车身制造过程中，激光焊接技术得到了十分广泛的应用，并且有效地推动了汽车企业经济效益的不断发展，因此在汽车车身制造过程中运用激光焊接技术具有十分广阔的应用前景。

参考文献

[1] 孔淑华，贾磊，袁宗杰，周学鑫.激光焊接技术在一汽-大众白车身焊接中的应用[J].电焊机，2010，5（02）：123-124.

第4篇：激光焊接技术范文

激光拼焊接技术近年来取得了高速的发展，获得了国际上汽车工业的普遍认可。激光拼焊接技术可以将不同形状、不同材质、不同涂层的钢板自动焊接成一块整体的板材，满足不同零部件对板材性能的要求，提高焊接的牢固程度，同时，可以有效减少焊接的成本、减少汽车的生产工序，可见激光拼焊接技术在汽车工业上的应用具有广阔的发展前景，本文对激光拼焊接技术在我国汽车工业的应用进行了探讨。

关键词：激光拼焊接技术；汽车工业；应用；探讨

随着经济的发展和人们生活质量的提高，汽车逐渐成为了人们生活中不可或缺的必需品，汽车的普及给人们的生产生活带来了极大的便利，但同时也带了大量的问题，包括能源的消耗、环境的污染以及一系列的安全隐患等。汽车的安全性和稳定性关系到每一个人，在确保汽车安全性和稳定性的前提下，减少汽车的自身重量来达到减少能源消耗、缓解能源危机的目的将是未来汽车工业发展的方向和趋势，激光拼焊接技术可以很好的帮助人们实现这一目标。

1激光拼焊接技术的含义

激光拼焊接技术是汽车工业的所有焊机技术中最具发展潜力的焊接技术，同时也是较为新颖的焊接技术，最初是来自人们对激光拼焊接板产品的开发，发展至今主要包括激光拼焊板和激光拼焊管，其中又以激光拼焊板的应用最为广泛，采用激光拼焊的方式不仅可以有效减少汽车的零部件数量、构件重量，还能显著提高汽车的结构质量以及汽车整体的稳定性，使材料得到充分利用，实现汽车产业的高效、高质的发展，保持汽车产业的生命力以及活力。

2激光拼焊接技术的产品

使汽车构件可以朝着更加轻量化的方向发展，从而缓解能源危机、实现节能减排的目标是激光拼焊接技术在汽车工业领域得到广泛使用的主要原因，激光拼焊接产品主要包括激光拼焊板和激光拼焊板。

2.1激光拼焊板

激光拼焊板的生产工序包括待焊拼焊板的准备和激光焊接，具体是指将两块或两块以上的、相同厚度或者不同厚度的材料连接在一起而形成的一种新的产品。激光拼焊板的优势在于它可以很好的实现设计的要求，将各种不一样的材质物尽其用，实现最优的组合配置，极大的减少了汽车工业的生产工序、构件重量，使汽车结构的性能显著提升。

2.2激光拼焊管

激光拼焊管的生产工序包括拼焊板的准备、激光拼焊板的生产、卷管、激光焊接等，具体是指是由相同或者不同厚度的材料构成的一个整体的焊管。激光焊接管是在激光焊接板的基础上通过对激光焊接板进行二次的深加工而产生的，特点是在新的焊管成型前就已经具有了不同的厚度，且焊管的厚度可以根据设计的需要在焊管的不同部位设置不同的厚度，这有利于下一道焊接工序的减少，提高汽车工业的生产效率，激光拼焊管独特的优势使其越来越受到人们的重视和关注，主要应用于汽车的仪表板架、支架结构、横梁结构等部位的生产当中。相比于传统的焊管，激光拼焊管的契合度更高、生产成本更低以及可以充分的实现个性化定制、满足不同客户的需求，有利于企业赢得更多的市场份额，实现自身稳定、持续的发展。

3激光拼焊接技术的工作原理

3.1激光拼焊接方式

激光拼焊接技术不仅用于直线焊缝的生产，同时也能对“人”字形、“丁”字形等折线焊缝进行生产，激光焊接技术可以忽略材质、厚度、形状不同等因素的影响，完美的实现构建之间的焊接，激光焊接方式包括基本的“两张焊接”、“两张两列焊接”、“两张三列焊接”，甚至“三张两列焊接”、“三张三列焊接”等。

3.2激光拼焊接系统

激光拼焊接单元、焊缝跟踪单元、质量检测单元、吸烟除尘单元等构成了激光拼焊接系统，其中激光拼焊接单元是整个激光拼焊接加工过程中的核心部分，负责利用激光焊接头来完成焊缝的焊接、焊缝位置的及时调整、焊缝的焊后质量检测等，激光焊接头是激光头组件的一部分，完整的激光焊接头还包括焊缝的跟踪摄像头、焊缝的质量检测摄像头，是激光焊接过程中核心零部件。其他各相关功能单位的支撑件和载体是工作台框架，工作台框架的三个基准面分别用于激光焊接单元的安装、定位夹紧系统、排烟单元、背部检测以及背部排渣等，科学完整激光拼焊接系统是激光拼焊接技术在汽车工业上充分发挥作用的保证。

3.3激光拼焊接质量

激光拼焊接的质量直接决定着最后汽车质量和汽车生产线的质量，同时也是检测激光拼焊接技术有效性的重要指标。在实际的生产过程中，由于焊接参数要根据不同的情况做出不同程度的调整，因此激光拼焊接的质量受到多种因素的影响包括光束的离焦量、偏离量以及焊接线的能量，当焊接线的能量过大时，会导致过热区的晶粒尺寸粗大，致使接头的韧性降低；当焊接线的能量过小时，接头的硬度和强度虽然得到提高，但同时接头的韧性也会降低。选择合适的焊接工艺参数，保持合适的焊接线能量进行焊接，可以有效保证焊接接头具有良好的性能。

3.4追踪与检测系统

追踪与检测系统是一个集成的系统，焊接跟踪的组件包括激光视觉传感器、跟踪控制器、执行机构，其中激光视觉传感器位于激光焊接头的两端，主要用于对焊接过程进行实时的感应和监控，并将追踪到的结果用图像的形式表现出来，再结合质量检测组件，对追踪结果进行进一步的分析和检测，从而及时的发现并焊接过程中的缺陷和异常。

4结束语

激光拼焊接技术在汽车工业上的应用前景将是十分广阔的。因为激光拼焊接技术在减少汽车构件重量的同时，还很好的提高了汽车的安全性和稳定性，且实现了生产材料的充分利用和材料之间的完美结合，使得激光拼焊接技术一方面符合节能减排的时代要求，一方面降低了汽车工业的生产成本，保证了汽车工业的高效、高质的发展。

参考文献：

[1]李义田.激光焊接技术在汽车工业中的应用[J].科技信息,2011(16):580.

第5篇：激光焊接技术范文

【关键词】焊接技术;铝合金;社会发展;施工

信息、能源和材料是21世纪最为重要的三个因素，也是决定一个社会进步与否最为重要的因素。铝合金材料就是一种相对较为先进的材料，由于其较好的导电性和较强的耐腐蚀性而得到了快速的推广。随着铝合金应用范围的逐步拓展，铝合金焊接技术也得到了快速的发展，其发展方向具体而言可以分为三个主要的方面：第一，新的焊接技术在不断出现，例如交流MIG焊、穿孔型等离子弧立焊等都是近几年出现的先进焊接技术;第二，高密度焊机技术得到了快速的发展，这类焊接技术主要有电子束焊和YAG激光焊等;第三，随着焊接技术的不断发展摩擦搅拌焊作为一种全新的焊接技术出现并得到了广泛的应用。

一、铝合金焊接的特点

铝合金是一种新型材料，铝合金具有密度低、耐腐蚀性强、机械轻度高等优点，正是这些优点决定了铝合金广泛的用途。随着铝合金材料在生活与生产之中的广泛应用，铝合金焊接技术也得到了快速的发展与进步，与传统材料焊接相比铝合金焊接技术存在以下几个特点：

第一，铝合金焊接技术在进行焊接的过程之中容易出现接头软化情况，而且这种软化情况相对于传统金属焊接软化情况更为严重，这是由于焊接接头的强度系数较低造成的，这一特点是阻碍铝合金焊接技术发展的最大障碍;第二，铝合金与铁有着很大的不同，铁的表面附着的氧化铁，其熔点和铁的熔点和接近，但是铝合金的表面附着的是氧化铝，这种物质的熔点高达2060度，这会给焊接带来巨大的困难，必须采用较大功率的电焊机;第三，铝合金材质的原因，在焊接的过程之中极易产生气泡，给焊接过程造成阻碍。正是由于铝合金具有这些特点，在进行焊接的过程之中会遇到很多问题，正是这些问题推进了铝合金焊接技术的持续发展。

二、现代铝合金焊接技术

1.铝合金的激光焊

随着激光技术的不断发展与进步，现代铝合金激光焊接技术也得到了快速的发展，与此同时，大功率的激光焊接设备也获得了巨大的进步与发展，这已经成为现代铝合金焊接技术发展的主要方向之一。激光焊接技术与传统的焊接技术相比较存在很多方面的优势，其中较为主要的优势有以下几个方面：

首先，激光焊接技术的能量较高，产生的热能相对较少，这就决定了焊接过程之中产生的形变较小，有利于铝合金材料的外形保持;其次，激光焊接技术的冷却速度较快，这就让焊接的接头更加良好，稳定性能较高。激光焊接已经在铝合金焊接方面获得了广泛的应用，积累了大量的经验，为我国经济社会的发展带来了巨大的贡献，也正是由于这个原因决定了激光焊接技术在未来必将会获得更好的发展。

2.低频调制型脉冲MIG焊

低频调制型脉冲MIG焊也是一种较为先进的铝合金焊接技术，其技术原理是利用较为低频率的脉冲信号进行焊接，一般情况下我们使用的为0.5-50HZ的脉冲信号，使单位脉冲信号的实现持续不断的变换，得到周期性变化的脉冲群，之后引起相应的电弧力和热也发生周期性的变化，典型焊接电流、电弧电压波形如图1所示：

图1 低频调制典型焊接电流、电压波形

3.铝合金的激光-电弧复合焊

随着铝合金应用范围的逐步扩大，单一的焊接技术已经不能满足生产的需要，正是在这种情况之下铝合金的激光-电弧复合焊应运而生，这种焊接技术的出现满足了生产的需求，促进了经济的持续发展。

铝合金的激光-电弧复合焊主要应用的范围为分为激光与TIG电弧、MIG电弧及等离子体复合，这些工艺在国内的发展还处于初级阶段，主要是在国外的发展较好，一般都是应用在汽车和轮船等方面。针对这一焊接工艺的研究国内仍处于起步阶段，只能是研究和发展的方向，并没有投入实际的生产与应用过程之中。

4.铝合金穿孔型等离子弧立焊

早期铝合金穿孔型等离子焊是以平焊形式出现的，但后来实践发现，立焊方式不仅可以使可焊厚度增加，更重要的是，焊缝成型稳定性有显著提高。等离子焊时，熔池中液态金属受重力，等离子射流的正向压力和切向力，液体金属表面张力等，当等离子弧相对焊件向上移动时，在这些力的综合作用下，液态金属沿小孔边缘向下流动，并在穿孔下方重新愈合形成焊缝，使穿孔熔池得以动态保持，实现焊接。铝合金穿孔型等离子弧立焊示意图如图2所示。

图2 铝合金穿孔型等离子弧立焊示意图

5.铝合金的摩擦搅拌焊（FSW）

英国焊接研究所（TWI）在1991年提出了摩擦搅拌焊这一工艺。该工艺在发达国家已经得到广泛应用，尤其是在造船、航天航空和汽车业的铝合金连接上，如挪威的Ma-rineAluminum公司、波音公司、日本日立公司等，而国内有关该工艺的研究尚处于起步阶段。铝合金FSW的优点：

首先，铝合金的摩擦搅拌焊可以很好地促进焊接接头质量的提高，这是铝合金的摩擦搅拌焊工艺最为重要的优点。铝合金的摩擦搅拌焊工艺属于固相焊接的范畴，实际的和娜姐过程之中不会出现裂纹和气孔等问题，采用该工艺进行焊接可以在低于铝合金熔点的温度之下完成焊接过程，这样也就保证了焊接原件的物理形态，让焊接效果更为完美。

其次，铝合金的摩擦搅拌焊工艺的焊接成本较低，在实际的焊接过程之中对外界环境的要求相对较低，不需要保护气体，对焊接装配的精度要求相对也较低，在焊接之前也不需要进行繁琐的准备工作，节约了大量的人力与物力。

最后，铝合金的摩擦搅拌焊工艺具有操作简便、焊接过程稳定的特点，在实际的焊接过程之中不会产生难闻的气体，这一特点决定了铝合金的摩擦搅拌焊工艺的环保意义。与此同时，铝合金的摩擦搅拌焊焊接过程之中不会产生紫外、红外等有害光线，是对人体的一种间接保护。

三、结束语

铝合金材料的应用范围在逐步的推广，其焊接技术也在不断的进步，并推动着现代社会的发展与进步。在未来社会的发展之中，新型的铝合金焊接技术必然会不断出现，激光焊、激光-电弧复合焊、双束激光焊及摩擦搅拌焊是近年发展起来的焊接铝合金的新工艺近几年来逐步发展起来的焊接技术，已经为我国铝合金焊接技术的发展带来了很多益处，在不久的将来肯定会进一步的促进焊接技术的进步与发展。

参考文献

[1]乔培新，于新泉，潘建军，龙伟民. 现代焊接技术在汽车制造中的应用与发展[J].金属加工（热加工），2009，22：13-16+19.

第6篇：激光焊接技术范文

[关键词]汽车；激光焊接；缺陷

中图分类号：TG456.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0257-01

0.引言

在近几十年的时间里，激光应用技术得到了飞速的发展。德国大众汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接白车身顶盖与侧围、侧围、车门等钣金焊接。激光作为一种优异的材料加工热源得到了越来越广泛的应用，其范围也日益广泛。从电子工业到机械制造领域，激光加工技术变得越来越成熟。在汽车制造领域，激光加工技术得到了广泛的应用和发展。其中激光熔焊、激光钎焊技术正是在白车身制造的推动下开发出来的一项新的连接技术。

1.汽车白车身的激光焊接原理

汽车白车身的焊接是汽车生产过程中的一个重要环节，白车身的焊接质量直接关系到整车的质量和使用寿命，关系到车主的人身财产安全，因此在焊接过程中，一定要保证白车身的焊接质量，只有这样才能从根本上保证白车身质量。激光焊接技术就是利用激光束作为能源照射所要焊接的地方，使所要焊接的地方产生热量以此对白车身进行焊接。这是因为激光了易产生极高的热量，同时激光束也可以集中在一点上，产生更好的焊接效果。现阶段，激光焊接主要有两种基本方式，一是传热焊接，二是深熔焊接。传热焊接法是焊接时白车身金属材料吸收激光产生的能量，通过热传递方式使将热量由表面传递给金属内部，焊接时表面和内部金属熔化，形成一定量的熔液，熔液凝固后将两个部件连接在一起。深熔焊接法是，材料表面吸收激光气化，熔化的金属在气化产生的压力下被挤到周围，形成一个小孔，这样随着激光在焊接件上的移动熔化的金属会回流到小孔中，最终将两部分焊接在一起。

2.激光焊接的功能和特点

某品牌汽车是国产技术领先、品质优良的高档豪华轿车，是高科技的结晶。主焊线白车身的侧围与顶盖的焊接采用激光焊，使白车身的焊接质量大幅度提高，为该汽车公司生产品质卓越的高级轿车提供了保证。以该车型为例，具体说明其特点：

2.1激光熔焊及激光钎焊的特点

（1）激光熔焊的特点。a.功率密度高，加热集中，焊缝热影响区小；b.获得较小的焊缝宽度；G直线性好，可以焊接一般焊接方法难以达到的部位，传播距离长；d.可以焊接难熔的材料；e.一台激光焊机可以用于多个T位的焊接；f.激光对焊接接头具有“净化作用”，使焊缝金属强度高、韧性好、机械性能好；g.激光焊的缺点是有焊缝腐蚀的危险；h.激光焊接动作均由机器人完成，实现了精确定位的同时，也使得生产时间缩短30%。（2）激光钎焊主要特点。a.激光钎焊焊接速度快，噪声小；b.可精确调节和控制热输入，热影响区和变形小，可以焊接特殊结构；c.可钎焊几何形状复杂的工件；热输入更低，镀锌层烧损更少；d.焊缝成形美观、质量稳定，焊后仅需简单处理甚至无需处理；e.通过外光路系统可以使光束改变方向和传播路径，因而可以方便的与机器人连接构成柔性加工系统；f.由于在激光填丝钎焊时被连接件问的间隙被渗透.焊缝具有防腐性。当采用适当的工艺参数，焊缝可不经处理进行油漆。

3.影响激光钎焊质量的因素影响

3.1主要缺陷。（1）毛孔：正常的毛孔（比微小毛孔大）的直径最大不超过1.0mm。当毛孔的直径小于0.2mm时就是微小毛孔；当毛孔的直径大于1.0mm，就被称为空洞。（2）熔焊型焊缝：在焊缝中没有焊料，焊缝的样子就像是激光熔焊焊缝。（3）低劣的焊料连接：焊条未在加工件的侧面连接起来。在焊缝连接的位置处，焊缝看起来“散成一缕缕的”。（4）焊料的单面连接：焊料只与一个侧面连接了起来。（5）香肠现象：加工件没有连接起来，在焊缝处焊料笔直地伸展堆积。（6）焊缝不规则：焊缝塌陷或凸起。（7）鳞状堆积：焊缝表面不光滑，显得很粗糙。（8）焊缝开头/焊缝结尾问题：在加工件的边缘会出现焊缝填充不足或过剩的现象，或者是在轨迹上发现有未熔化的焊条残余。

3.2白车身生产中质量缺陷产生的可能原因

（1）激光设备的原因：脏了的保护玻璃镜片或激光器中老化的弧光灯都会降低激光的功率。（2）激光的焦点位置不正确。当激光焦点的直径太小时，太多的激光能量被集中在焊条上，因此使焊料变得过热，而同时加工件的侧边却没有得到足够的加热，这样焊料就不容易流到加工件的缝隙中去。而激光焦点的直径太大时，激光能量不集中，焊不牢。（3）焊条的原因：焊条预热温度错误；焊条材料合金成分改变（这样就有可能不符合加工要求）；焊条引导的速度不恒定或是与激光设备加工头速度不相符。（4）其它辅助设备的原因：由于熔液的凝固而引起的气体分子的泄漏。由于程序给定错误的进给速度或是机器人速度出现波动。（5）间隙尺寸：被焊接零部件之间的间隙尺寸超过激光设备要求。

4.汽车激光焊接的质量控制对策

（1）设备保养。在汽车激光焊接的质量缺陷及影响的因素中，提到了大多数质量缺陷都是由于设备故障造成的，因此日常的设备保养和维修显得尤为重要。以下总结了激光设备保养的几个要求：每天检测保护玻璃镜片，对损坏的镜片及时更换。每天需清理夹具的焊接飞溅残留物并紧固夹具的固定螺栓。每周检查激光器中的弧光灯，及时更换老化的弧光灯。对一些辅助设备例如机器人、送丝机构等等都需进行一些日常保养。（2）焊接工件的尺寸精度要求。激光焊对焊件装配精度要求也非常高，如工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺陷，所以良好而精确的夹紧技术是激光焊接的保证。普通焊接对被焊接零件间的配合间隙要求在2mm左右，而激光焊接理想的情况是配合间隙越小越好，通常在白车身生产中以被焊接零件间的配合间隙0.2mm来控制。（3）白车身功能尺寸的质量控制。根据现场白车身激光焊接质量控制经验，成立一个尺寸小组对影响激光焊接质量的关键尺寸进行监控是很有必要的。尺寸小组由测量部门、生产部门、质保部门、样板部门组成。小组成员定期召开尺寸会议讨论并解决出现的尺寸偏差。测量部门需每天对关键尺寸进行测量并提供相应的报告，生产部门需及时的反馈信息，质保部门对产生的质量问题进行判定，并协同样板部门制定解决方案。激光焊质量检测手段为了保证焊缝质量，该公司采用多种方法进行检验，并制定详细严格的返修计划，以确保白车身的强度。

第7篇：激光焊接技术范文

关键词：焊接 焊接材料 无铅焊料 高能束流焊接 数值模拟 焊接自动化

21世纪在基础结构材料发展中，钢铁仍然是占主导地位的基础材料。焊接技术作为现代制造业最重要的加工与成形技术之一，随着焊接能源的不断创新与发展，其焊接方式与焊接工艺也实现了较快的发展与提高，如广泛采用的热、光、电、机械、化学、声等能源，借助于热力学、力学、以及冶金学的相互作用，逐步衍生出独具特色的焊接物理、焊接冶金学等学科，并推动了焊接制造技术、焊接材料、以及焊接结构工程的快速发展。

一、我国当前焊接技术的发展现状

随着钢铁材料性能的不断提升，焊接用钢向高纯度、轻质化、高强化、微合金化的方向发展，与之对应的焊接材料却难以满足焊接冶金理论的发展，传统的焊接评价方式已经落后，尤其是在电子电气产品的生产中，WEEE、RoHS指令的生效，对无铅替代钎料的技术挑战，迫切需要我国加大对无铅元器件制造、无铅产品装备及制造工艺等方面的研究。同时，对铝、镁、钛等轻质材料的不断应用，扩散焊、高频焊及摩擦焊等非熔性焊接技术、钎焊、高能束流焊接技术也获得了快速发展。焊接技术的自动化水平已经成为提高焊接效率和提升焊接质量的重要途径，特别是在航天航空业、重机制造业、核电工程业等领域，焊接机器人以其成熟的自动化控制技术，实现了对焊接过程中综合利用电弧焊、压焊、钎焊等技术的检测和控制，从而能够敏锐地在捕捉焊接特征信号的基础上，实现直接焊接操作。为了实现对焊接过程中复杂物理化学焊接过程的模拟和仿真，利用计算机技术和仿真技术，来实现对焊接热过程、焊接冶金过程中的应力变形进行分析，从而科学预测焊缝组织与焊接结构的残余应力及变形参数，从而推动焊接理论的发展。

二、当前我国焊接学科研究成就及进展

1.高品质焊接材料的生产与应用

钢铁生产技术，特别是精炼炼钢技术与控压控冷轧技术的发展，使得钢铁材料的性能得到了广泛提升，而与之相对的焊接金属，由于其自身的非平衡性结晶组织，其冲击韧度普遍低于母材，因此，发展高品质的焊接材料已经成为当前焊缝金属亟待解决的重要难题。结合焊接洁净度的要求，在焊接材料的选择上，要严格控制其铁合金、矿物质等含量，如高纯度钢带或焊丝盘圆。同时利用钢铁精炼技术，有效减少P、S、O、N等杂质，近些年来对复合合金材料的应用，也在提高冶金净化工艺上发展了焊接冶金理念。药芯焊丝技术是焊接材料生产中的关键技术，与美国、日本、德国等国家的生产技术相比，我国药芯焊丝制造技术还有一定的差距，随着对新进设备和技术的消化吸收，由我国研制的国产药芯焊丝制造设备，也相继通过了欧洲机电（CE认证）认证，其自动化技术与检测技术也达到了欧洲技术要求。

2.对无铅连接材料及无铅可靠性技术与标准的突破

随着2006年WEEE和RoHS指令对电子电气产品中铅含量等有毒有害物质的限制与禁止，我国电子工业面临着开发无铅连接材料的严峻挑战。在多年来各相关研究机构与高校的通力配合下，在无铅合金钎料与可靠性方面取得了较大进展。作为当前重要的无铅合金钎料SnCu（SC）和SnAgCu（SAC），不仅改善了无铅合金材料的整体性能，也通过添加微量元素，改善了钎料物理性能，也提高了连接接头的可靠性，如稀土Re的应用，可以有效改善钎料的润湿、蠕变抗疲劳性能。广东省作为率先颁布无铅技术的产业区域，在无铅焊接材料、无铅片式元器件，以及无铅电子制造设备等方面成立了研究联盟，推动了我国绿色电子产品制造技术的发展。如格力、华为、格兰仕、美的等电子制造企业对新型无铅连接材料的应用，提高了我国产品无铅化制造水平。

3.高能束流焊接技术的应用与发展

激光技术在焊接产业中的应用，特别是激光束与电弧的复合，推动了高能束流焊接技术的迅速发展。借助于新型激光器的应用，如激光与钨极惰性气体的复合、与熔化极惰性气体的复合等，从而取得较好的激光-电弧联合焊的焊接效果。如百瓦级激光能量与电弧复合技术，对于薄板焊接具有较好的效果，千瓦级激光能量与电弧复合技术，能够充分发挥激光与电弧的性能优势，对于镁合金、铝合金、高强钢等材料具有较好的焊接效果；对于万瓦级激光能量与电弧复合技术，比较适宜对大深度焊缝的焊接，如船板等厚板的焊接要求。在工业生产中，采用12kWCO2激光或10kWCO2光纤激光与熔化极电弧复合技术，来实现对钢板或筋板的焊接需要。

4.对焊接热过程中的数值模拟与仿真技术的研究

对于焊接热过程中的数值进行模拟与仿真，利用计算机技术来获得焊接过程中的各类复杂边界条件、残余应力与变形特征、热源分布、以及焊接冶金理论基础数据，如通过对焊接热过程中的准稳态和瞬态数值的模拟与计算，实现了对焊缝尺寸、热循环参数，以及热影响区域的准确预测，从而改进复合焊技术。由上海交通大学与西安交通大学联合开展的焊接热弹塑性理论研究工作，能够实现对大型复杂结构焊接中的应力与变形分布进行预测，如在大型舰艇制造中，对船体框架结构进行焊接变形分析，从而改进焊接工艺和方法，提升焊接器件的稳定性具有重要的指导意义。

5.对焊接技术自动化与智能化的应用与发展

焊接技术的自动化与智能化已经成为未来焊接产业发展的方向，特别是视觉传感与跟踪技术的发展，对焊接过程中的熔滴过渡控制技术的应用，可以实现对机械、电弧、光等物理信息的准确检测与控制，从而对待焊接过程智能化的发展。如常见的焊接跟踪系统多以激光为光源，结合不同的应用领域，以点式光或条纹式光来完成焊接过程。

三、我国焊接技术的发展趋势

从我国当前焊接材料的产量来看，虽然从总量上位居世界首位，但产品的结构与高品质焊接材料的生产却与世界先进国家差距较大，主要表现有：一是在对焊接材料预处理上缺少专门的技术与体系，如对原材料的筛分与检验，对混合均匀度的控制与预烧结处理等；二是在改善焊条药皮密实度上，我国的油压式压涂机的性能还不够完善，对水玻璃的加入量需求加大，降低了药皮的整体性能；三是在生产车间环境治理上，国外多以密闭方式来进行熔炼焊剂，而我国多以敞开式进行生产；四是焊剂生产设备的自动化水平上，在焊剂的成形与颗粒度等方面还有很大差距；五是在无铅连接材料与连接技术的应用上，与国际领先技术相比，钎焊理论与应用水平只在部分领域获得成功，在总体技术水平，以及高端焊接产品、特种助焊剂方面还有待提升。

为此，发展焊接技术，提升焊接设备及焊接材料的研究水平，加大对新型焊接工艺与焊接装备的研究投入，主要从以下几个方面来着手：一是从焊接材料的钢芯制造上，与钢材企业深入合作，提高钢芯的纯净度与高韧性；二是加大对无铅产品及工艺的研究，特别是对钎焊工艺与焊点缺陷的检测与评价，建立无铅连接材料可靠性与寿命预测模型，鼓励行业内的优秀企业强强联合，共同推进钎焊材料的研制进度；三是加大对激光焊接技术的应用研究，如对大功率激光器的研究，扩大其在焊接、切割等领域，对大型钢结构设施的加工能力。借助于微观机制法语宏观热效应法，来实现对焊接热过程的数值建模与仿真，通过分析与计算焊接热过程中的动力学状态数据，为准确表征焊接过程，综合评估焊接过程中各类因素的优缺点，进而推动焊接加工工艺水平的逐步提高。

参考文献

第8篇：激光焊接技术范文

关键词：激光技术；农业机械制造；应用

激光技术是基于现代科学技术不断发展之上所形成的一种现代科形式，在农业机械制造中的合理应用，能够促进机械加工质量不断提升，提高农业机械的整体性能，从而推进我国农业机械生产与农业产业发展的顺利开展。

1 激光技术概述

1.1工作原理

科学研究表明，激光具有平行光束，同{性和单色波长的性能特征。在科学实验中，使用电管以电流或者光的能量对一些原子里含有易激发的物质或者某些晶体进行撞击，撞击后原子所带的电子处于一种高能量状态，当高能量的电子转化为平和的低能量时，原子会产生更大的能量，继而放出光子；该状态下，被释放出来的光子又不断撞击原子，原子继续产生光子，不断循环进行撞击与释放，而且持续往同一个方向运行，由此集中形成该方向的一束具有极强能量的光，形成所谓的激光原理。聚集的激光能量强大，可穿透各种材质。例如红宝石激光，该激光输出脉冲的全部能量不足以让冷水沸腾，却拥有穿透5mm钢板的能量。可见，尽管激光的光能一般，但功率密度极高，穿透力强大，这是一般的光束无法企及的，因此激光的这一优点被广泛应用于诸多行业。

1.2优越性

激光加工技术原理充分展示了该技术于其他处理技术的区别与优点。激光机工技术与材料进行零接触加工，没有对原件进行任何的直接性冲击。这一系列光束特性为激光加工技术带来了应用方面的先进性。根据激光加工技术的零接触加工原理，在对机械进行处理时，不会影响机械的原型，破坏性极低；激光光束具有极高的能量密集度，对于局部加工的机械，加工时间段，在激光照射部位没有任何不良影响，因此，在加工完毕后，机械受光束的热能量影响小，减少了不必要的后续加工程序；激光光束对于导向和聚焦工作十分灵活，能根据控制灵活实现所需调整，配合十分默契，在复杂机械的加工上得以领先应用。可见，激光加工技术的使用十分有效，对于产品的质量也得到较好保证，生产效率明显提高，在进行高精尖产品的加工上也得到了充分利用，加工过程不会造成污染，节省了材料，其优越性显著。

2 激光技术在农业机械制造中的应用

2.1激光切割技术

激光切割技术是激光加工技术中的重要组成部分，基于激光光束高密度对材料表面进行精准扫描，在短时间内促使被扫描部分迅速上升至上千摄氏度的高温状态，并在被扫描部分熔化后以高压气体吹走融化部分，从而实现激光切割。激光切割技术作为激光技术中的重要形式，在农业机械制造中发挥着重要的作用，能够通过激光光束聚能而达到目标，其在实际应用中能够产生较高的能量，因此与一般加工方式相比更具优越性与可靠性。基于激光切割技术的应用，农业机械制造质量得到可靠保证，在激光切割条件下，金属材料能够保持完整形态不变，在有效节约加工材料的同时，能够提高工作效率，降低成本，从而保障生产加工的综合经济效益。

就农业机械制造来看，其需要以厚度较大的金属材料作为支持，以促进机械制造加工各项操作的顺利开展。一般加工制造方法无法满足农业机械制造的综合要求，无法达到加工目的，并且所制造的农业机械精准度不足。而激光技术的合理应用，具有较强的穿透力，通过激光切割技术，即便是相对厚重的金属板也能够实现有效切割，保证工件制造精度，在农业机械制造中的应用，为机械产品质量与精度提供可靠保证，并降低机械制造材料成本，因而具有良好的应用价值。

2.2激光焊接技术

激光焊接技术在当前农业机械制造中也发挥着重要的作用，一般焊接技术是无法与之相媲美的。激光光束能够实现能量的聚集，而激光焊接技术正是通过能量的聚集将光束照射到待焊接工件表面，促使其部分溶解，之后进行规范焊接并加以冷却处理。激光焊接技术在实际应用中具有熔池净化功能，保证金属焊缝绝对纯净，从而对相同或不同的金属材料进行规范焊接。激光焊接技术是基于热传导原理的基础上所实现的，当激光照射于材料面时，表面受热并逐步向内分散，内部受热并使得工件熔化，促使熔池形成，为焊接操作的顺利进行提供可靠保证。在焊接过程中，部分金属器械部位难以靠近，传统焊接技术无法得到有效应用，焊接难度较大，而激光焊接技术则能够实现远距离、零接触焊接，应用便捷程度较高。

激光焊接技术在农业机械制造中的应用，通过其自身良好的电磁学性能、机械性能以及抗腐蚀性能，能够在一定程度上控制焊接材料变形问题，保证后重金属穿透效果，从而提高农业机械制造的精准度与可靠性。在农业机械制造中可以对激光焊接技术加以引进与应用，包括播种机、收割机等，此类设备与地面接触较多，往往会产生较大的阻力，从而对机械设备接触面磨损较为严重。通过激光焊接技术的合理应用，能够有效提高农业机械焊接面质量，延农业机械使用寿命，并有助于优化农业机械的使用性能，推进农业生产活动的高效开展。

2.3激光快速成型技术的应用

激光快速成型技术的应用较为先进，该技术的工作原理主要通过将CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驱动和新材料等技术集成综合运用集成。与传统制造方法相比具有互换性高，复制性好，成本低，加工周期短等优点。激光快速成型技术采用非接触的加工模式，没有传统加工的残余力问题，工具的更新问题，无切割、噪声等，有利于保护环境；可实现快速铸造，快速模具制造，特别适用于新品的开发和单件零件的生产。据资料显示，采用激光快速成型技术后，制造费用可降低50%以上，加工周期可缩短至80%，具有很大的优越性。但这一优越性在农业机械制造中的运用还比较有限，主要是由于农机制造向来都是以传统的制造方式生产，对激光技术的了解不足，没有投入到使用中。但随着农业工业化的继续发展，农机制造企业自身的实力也不断提高，市场对农机产品的质量方面有更高的要求，激光加工技术在农机制造方面的应用趋势不可避免。

3 结束语

总而言之，为促进激光技术的优越性及独特性得到充分发挥，加大力度探讨激光技术在农业机械制造中的应用是非常必要的。激光技术具有广阔的发展前景，在工业、化学、电子等行业内得到广泛应用，基于其时间控制性与空间控制性能够促进农业机械制造各项工作的高效开展，从而为社会生产活动提供可靠的技术支持，促进社会经济的不断发展进步。

参考文献：

[1] 崔莉 激光加工技术在农业机械制造中的应用研究[J]. 《科技创新与应用》， 2016（31）

第9篇：激光焊接技术范文

[关键词]激光焊接；工艺；质量

前言

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。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有限，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。其中，激光焊接在汽车制造领域中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，也为许多大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械加工相比较，具有许多优点：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；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；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；激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序处理；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；激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换；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；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

2，1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。

2.2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。

3.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。

3.1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：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。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。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。

3.2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。