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激光焊接技术的研究现状与展望

2017/5/11    来源:互联网    作者:龚强      
关键字:激光焊接技术  研究  展望  
随着激光加工材料、加工技术的发展,西方发达国家越来越重视激光技术的发展,越来越重视激光技术的应用,并投以巨资以研究激光技术,同时将之列入自己国家发展计划当中。目前激光焊接技术主要应用于制造业、汽车业、造船业等领域。本文研究了激光焊接技术发展的现状,阐述了激光焊接技术的展望。

    0 引言

    激光焊接技术经历了由脉冲波形向连续波形、由简单焊缝形状向复杂焊缝形状、由小功率薄板焊接向大功率厚件焊接、由单工作台单工件加工焊接向多工作台多工件焊接等发展阶段,在这发展过程中,受激光激发的物质由单一的物质向多种砌体和固体晶体发展。随着激光焊接技术的发展,激光焊接已经广泛应用于航空航天制造、汽车制造、民用等多个领域。

    1 激光焊接技术

    激光焊接技术是以激光束为能源,让激光束冲击在焊件的接头,已达到焊接目的的技术,其属于熔融焊接。激光焊接技术能够将热量的需求量降到最低,热影响区金相变化范围小且因热传导所导致的变形也最低。激光焊接不需要电极,也就不会受到电极的污染,激光焊接不是接触式焊接,其能够将机具的耗损或变形降到最低的程度。激光焊接技术的激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引,可将之放置在离工件适当的位置以便在工件周围的机具或障碍间再导引,而其他焊接技术会因空间的限制无法发挥其效果,也可以将之放置在封闭的空间。激光束可聚焦在很小的区域不仅可以焊接小型且间隔相近的部件,还可以焊接材质种类范围大部件,更可以接合各种异质的材料。

    2 激光焊接技术研究现状与发展趋势

    2.1 激光焊接技术的研究现状

    (1)国外激光焊接技术研究现状

    随着国外制造业的发展,国外激光焊接技术发展比较发达。国外在上世纪八十年代就开始研究激光焊接技术,并分析如何将激光焊接技术应用到传统的制造业中。比如,在政府的引导和支持下,欧盟、美国、日本等国家借助自身发达的科学技术和良好的制造业的基础促进激光焊接技术飞快的发展。进入21 世纪以后,外国许多的电子工业、造船工业、汽车工业等都在广泛的应用激光焊接技术,并建立了焊接技术使用规范标准,以便制造业或其他的行业能够合理的应用激光焊接技术。同时,西方国家为了提高焊接的效率正积极的研究大功率激光器,以便激光焊接技术能够更好的应用于大型制造业或建筑业,甚至应用到军事领域中。

    (2)国内激光焊接技术研究现状

    与国外成熟的激光焊接技术相比,我国接触激光技术是从改革开放之后开始的,而将激光技术与焊接技术相结合是从而上世纪九十年代末开始的。就目前而言,哈尔滨焊接研究所走在国内研究激光焊接技术的前列。近几年,国内不仅在研发新的激光焊接种类,还在研发新的激光焊接设备,并进一步在拓宽激光焊接技术的使用范围,同时在积极参照国外最新的研究动向以不断的突破和发展大功率激光焊接技术。到目前,国内已经成功的克服了大型构件难以焊接的问题,这不仅意味着国内激光焊接技术获得了巨大的突破,也为未来焊接更大型的构件奠定了基础。此外,国内还在积极的研究其他领域中的激光焊接技术,比如激光热丝焊接、异种金属焊接等,这些焊接领域的研究在国外已经取得了很好的成绩,特别是德国,它已经初步掌握了异种技术焊接的技巧,掌握了异种金属焊接的方式。而国内如果想要熟练的应用激光焊接技术,想要真正的掌握激光焊接技术,并将激光焊接技术应用到更多的行业或领域中,就必须攻破激光热丝焊接、异种金属焊接的难题,以进一步完善激光焊接技术,进一步优化激光焊接技术。总而言之,与国外目前的研究和发展进度相比,国内的激光焊接技术还存在一定的差距,相信随着激光焊接技术研究的深入,差距必然会缩小,激光焊接技术必然会广泛应用与各行各业中。

    2.2 激光焊接技术展望

    3 结语

    激光技术经过多年的发展,已经为人们所了解、所熟知,人们对激光技术的认可度也很高,使得激光技术的应用从军事领域扩展到民用领域,而激光技术的出现,更拓展了激光技术的应用范围。相信在未来,激光焊接技术不仅能应用与制造业,还能应用于军事、医学等领域,尤其是医学领域,借助激光焊接技术的高热量、高融合的特点更好应用于神经医学、生殖医学中。从上述的研究现状来看,未来激光焊接领域研究的重点包括新型激光器的研究和完善、焊接过程的有效控制和焊缝缺陷的实时监测两方面的内容。其中激光器的研发主要是提高激光器的输出功率,提高激光器将电转化为光的效率,而激光器的结构是非常复杂的,因此,必须优化设计激光器的结构。激光焊接系统不仅涉及到激光功率、激光照射角度等控制参数,还涉及到激光束模式、聚焦镜焦距、离焦量等控制参数,因此,未来激光焊接领域研究的重点是在应用激光焊接技术时必须准确的选择控制参数,以提高焊接的效率,提高焊接的质量,并合理的控制离子体效应、匙孔效应等等焊接效应。焊接过程的实时监控是将声、光等多种传感技术相融合的监测技术,而在焊接的过程中,大量的信息都需要通过视觉机器进行识别,这就使得视觉传感技术成为激光焊接技术研究的重点。先进激光焊接技术的发展将偏向于激光复合焊接技术与多焦点焊接技术的研发上。随着激光焊接技术在各个领域的应用将使激光焊接成为未来焊接技术的主要方式。

责任编辑:张纯子
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