![激光焊接基础[哈工大讲义]讲解](https://img.doczj.com/img77/1dyc21eq46rkh3z7licfj92yz19d7rms-71.webp)
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激光焊接基础李俐群哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室
你应该知道： 1. 激光可以进行哪些加工？ 2. 常用的工业激光器有哪些？各有什么样的加工特点？ 3. 激光深熔焊的主要物理特征是什么？ 4. 激光焊接的主要问题是什么？
激光加工技术在工业中的应用
工业激光加工技术焊接切割成形快速成形熔覆修复表面硬化打标
激光加工技术应用概述各种加工方法的适用范围
为什么要采用激光
为什么要采用激光自动化程度高
为什么要采用激光高度的灵活性
为什么要采用激光高精度
为什么要采用激光生产率高
为什么要采用激光革新传统加工方式
为什么要采用激光革新传统加工方式
世界激光加工技术的发展现状工业激光器的市场分布激光器制造商：美国：PRC PRAMA 德国：TRUMPF （HAAS） ROFIN-SINAR IPG 英国：LUMONICS 中国：大族、楚天
世界激光加工技术的发展现状各种加工方法的应用比例打孔其它 9% 雕刻3% 12% 微处理 14% 打标 24% 切割 24% 焊接 14%
激光在汽车加工中的应用
激光束的基本物理特性
光束的模式通常把光波场的空间分布分解为沿传播方向的分布和垂直于传播方向的横截面内的分布，分别称为纵模和横模。光腔的横模代表了激光束光场的横向分布规律，对激光加工影响极大。光腔的纵模主要影响激光的频率，与激光加工关系很小。
光束的模式气体激光束的模式 CO2激光通常用TEMmn 表示横模的光场分布，TEM 是横电磁波“Transverse Electromagnetic Wave”的缩写，m、n为正整数。横模可以是轴对称的，也可以是对光轴旋转对称的。气体激光的光能横向分布
光束的模式光强气体激光束的模式不论是轴对称还是旋转对称，其 TEM00模是一致的，称为基模。一束沿方向传播的基模光束的光强可表示为：光斑半径? 2( x 2 + y 2 ? 2P exp ? ? I ( x, y , z = 2 πω ( z ω 2 ( z ??? TEM00
光束的模式气体激光束的模式 TEM01 TEM00
光束的模式气体激光束的模式
光束的模式固体激光束的模式 YAG等固体激光器，其光能的空间分布则远为复杂，不能用简单的数学公式描述。因为固体激光棒不可避免地存在很多缺陷，折射率不均匀，在光泵作用下受热而产生光程变化和双折射等。固体激光的光能横向分布
光束质量评定 (1 光束传播系数K、光束衍射极限倍数M，定义如下：1 λ 1
K= 2 = ? M π w0 ? Θ0 通常K值范围：0.1～1， M2范围：1～10 K或M2为1，光束质量实际达到衍射极限。 (2光束参数积(BPP-Beam Parameter Product 决定激光加工适用范围光束半径 BPP=wo ? Θ0 = λ K ?π = M ?λ 2 ? ( z 激光束腰π ?0 θ∞ 远场发散角光轴 z0
光束质量评定光束参数积与激光功率决定加工范围
光束的聚焦特性瑞利长度Θ0 Θ0 焦点附近，光束横截面积为焦点处2倍的两个光束横截面之间的距离称为瑞利长度或焦深。瑞利长度对焊接质量、焊接过程稳定性有重要影响。 2 激光束的反射、透射聚焦
工业激光器特点与应用
激光产生的基本原理工作物质→ 激励、受激辐射→ 自激振荡增益↑ 外界能
量注入（泵浦）↑ 光学谐振腔
工业激光器种类打标、焊接、切割波长10.6um 打标、焊接、切割波长
1.06um 钎焊、焊接、表面处理波长 0.7-0.9um 光纤激光器焊接，切割波长 1.07um
工业激光器种类主要的固体激光器
工业激光器种类不同激光器的光束质量比较
工业激光器种类不同激光器的性能比较激光器类型功率(W 波长(μm 光束质
量(mm. mrad 光斑直径(mm 光束模式光电转换效率传输光路铝合金反射率激励原理光纤激光器 50,000 1.07 2 0.15 多模 25~30% 光纤小盘式YAG激光器 10,000 1.06 8 0.15 多模 25~30% 光纤小棒式YAG激光器 8,000 1.06 12 0.45 多模 3% 光纤小 CO2激光器 50,000 10.6 3.75 0.16 单模 7% 飞行光路大国防科技工业焊接自动化技术研究应用中心
激光器的应用特点 CO2激光器波长10.6um, 反射镜传输，光束质量高，功率大。
激光器的应用特点 CO2激光器的应用激光涂覆切割工具表面涂覆 CrN, TiN, TiCN, 提高抗磨损性能。激光焊接 CO2激光焊接三维激光切割
激光器的应用特点 CO2激光器的应用功率：2kW 焦距：150mm 材料：齿轮
钢深度：2.5mm 速度：3.5m/min 功率：1.3kW 焦距：150mm 材料：齿轮钢深度：1.5mm 速度：5.5m/min 功率：2kW 焦距：150mm 材料：不锈钢深度：1.5mm 速
度：7m/min 功率：3.5kW 焦距：200mm 材料：不锈钢深度：1.1mm 速度：
8m/min 激光焊接汽车组合齿轮激光焊接不锈钢传感器
激光器的应用特点 CO2激光器的应用切割多层针织材料波长通常在10um左右，因此采用 CO2激光器，激光能量、脉冲频率、气流速度角度、切割速度等都有较大影响。
激光器的应用特点 CO2激光器的应用精密切割石英玻璃无裂纹产生、切口光滑、无需后处理。
激光器的应用特点 CO2激光器的应用激光涂覆过程在线检测激光涂覆修复航空发动机 Ti6Al4V叶片，无气孔、裂纹，无氧化，变形小不锈钢涂覆过程温度传感器实时检测热辐射温度。激光熔覆制作铝零件 AlSi25和AlSi10Mg, 无裂纹。
激光器的应用特点 YAG激光器的应用波长1.06um, 光纤传输，灵活性大，发展快，尤其适合焊接高反射率材料。分为棒式、盘式两种；盘式激光器的光束质量更好。
激光器的应用特点 YAG激光器的应用 6-轴机器人YAG激光焊接汽车顶棚（VOLVO）
激光器的应用特点 YAG激光器的应用 YAG激光焊接铜－铝铝0.4mm，铜
1mm，激光功率2kW，铝铜焊缝容易出现脆化的晶间相，产生裂纹，适当改进焊接工艺，可以避免裂纹的产生。最大焊速12m/min,焊缝宽度>100um。
激光器的应用特点扫描式焊接
激光器的应用特点扫描式焊接棒式YAG激光盘式YAG激光
激光器的应用特点光纤激光器的应用波长1.07um, 光纤传输，灵活性大，光束质量非常好，尤其适合焊接高反射率材料、大厚板。
激光器的应用特点盘式激光与光纤激光的比较盘式激光光纤激光
激光器的应用特点 CO2激光、电子束、光纤激光的比较
激光器的应用特点半导体激光器的应用波长860~900nm左右, 光纤传输，体积小，光斑形状多样，光速质量不高。
激光器的应用特点与常规激光器增加能量方法的不同之处
激光器的应用特点
激光器的应用特点半导体激光器的应用 IR Diode Housing Lid with push buttons Oil Tank Tank Lid Welding of an electronic key Diode Power Welding speed Focal diameter 20 - 60 W 3 - 10 m/min 1 mm Welding of an oil tank (GFK Diode power Welding speed Focal diameter ca. 60 W 1 - 2 m/min 2 mm
激光器的应用特点半导体激光器的应用高功率半导体激光热导焊、深熔焊最大完成6mm厚不锈钢板的焊接，焊接特点：焊接过程有很强的蒸汽等离子体；焊缝组织垂直于中心线结晶；焊接过程实际上是基于热导焊过程。
激光焊接应用 一、激光焊接的主要特性。 激光焊接是激光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。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。 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。获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。 与其它焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。 但是，激光焊接也存在着一定的局限性： 1、要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料。若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。 2、激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。 二、激光焊接热传导。 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，使金属熔化形成焊接。在激光与金属的相互作用过程中，金属熔化仅为其中一种物理现象。有时光能并非主要转化为金属熔化，而以其它形式表现出来，如汽化、等离子体形成等。然而，要实现良好的熔融焊接，必须使金属熔化成为能量转换的主要形式。为此，必须了解激光与金属相互作用中所产生的各种物理现象以及这些物理现象与激光参数的关系，从而通过控制激光参数，使激光能量绝大部分转化为金属熔化的能量，达到焊接的目的。 三、激光焊接的工艺参数。 1、功率密度。 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。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。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104~106W/CM2。 2、激光脉冲波形。 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。 3、激光脉冲宽度。 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。 4、离焦量对焊接质量的影响。 激光焊接通常需要一定的离做文章一，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。 离焦方式有两种：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，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池
《科学技术发展史》课程心得 在开课之前，我以为《科学技术发展史》这门课的大概只会讲一些历史上的发明创造之类的内容。当时对科学技术并没有明确的概念，更没有把它和哲学联系起来。一直觉得科学技术是工科生学习研究的东西，而哲学一类是文科类的。而当我上了《科学技术发展史》第一节课时，老师却是从古希腊哲学开始讲起。当时就更加迷惑，这门课到底是要讲什么，而科学技术和哲学之间到底有什么关系呢？通过上课以及课后上网阅读更多的资料，我渐渐了解了古希腊哲学与科学的联系以及对科学的影响等等。 在课堂上，老师向我们灌输了一个观念，总结起来，哲学就是爱智慧。哲学所研究的内容，其中一方面是人与自身所存在的世界之间的关系。人类都有好奇心，尤其是对周围事物缺少了解的时候，古希腊人为了能更好的生存，也必然会对周遭的事物产生疑问。对于这些疑问，当时的古希腊人并没有进行逻辑推理，但也会开始思考这些问题的答案。那时候人类的知识有限，当哲学渐渐产生，也是众说纷纭的状态，并不能像现在这样各门学科都有自己的知识体系并且分门别类十分有条理。当时的古希腊哲学出现了一些学派，像我们课堂上讲过的毕达哥拉斯、柏拉图、亚里士多德都是各个学派的创始人。毕达哥拉斯认为无论是物质世界还是精神世界，一切都离不开数。他把数学看得十分重要，甚至想要用数来解释一切。我也是第一次知道原来勾股定理是毕达哥拉斯发现的，毕达哥拉斯所做的一切对之后的数学发展应该做出了很大的贡献。柏拉图也对数学有着自己独特的看法，他认为数学是独立于现实世界的一个独立的存在，是永恒的不依赖于其他的。不只是数学，柏拉图认为我们所能够理解和认知的东西都是固定不变的，我们不能真正认识那些在变换的事物。而亚里士多德研究的方面非常广泛，对于他的研究方面这里就不予赘述。说了这么多古希腊哲学方面的话题，我认为古希腊哲学起源于古希腊人对于未知世界的好奇和疑问，而科学技术发展的历程是人类认识和改造世界的过程，这样就发现了哲学和科学技术的一点关联。总之，古希腊哲学家们对自然的探究，为近代科学奠定了坚实的基础。 通过了解到以上这些内容，我认为是对未知世界的好奇心和思考解决问题的态度推动了哲学和科学的产生和发展。如果只是拘泥于书本的知识，没有独立思考的能力，那最多只是能将课本的涉及的东西读懂，而不能做到融会贯通，没有
激光焊接的工作原理及其主要工艺参数 目前常用的焊接工艺有电弧焊、电阻焊、钎焊、电子束焊等。电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法，它包括手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。但上述各种焊接方法都有各自的缺点，比如空间限制，对于精细器件不易操作等，而激光焊接不但不具有上述缺点，而且能进行精确的能量控制，可以实现精密微型器件的焊接。并且它能应用于很多金属，特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。 激光指在能量相应与两个能级能量差的光子作用下，诱导高能态的原子向低能态跃迁，并同时发射出相同能量的光子。激光具有方向性好、相干性好、单色性好、光脉冲窄等优点。激光焊接是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接，这种焊接通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究，从开始的薄小零器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用，经历了近半个世纪的发展。由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点，近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段，越来越广泛地应用在汽车、航空航天、造船等领域。虽然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，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。 2. 激光焊接原理 2.1激光产生的基本原理和方法 光与物质的相互作用，实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子。微观粒子都具有一套特定的能级，任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态，物质与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E，频率为ν=△E/h。爱因斯坦认为光和原子的相互作用过程包含原子的自发辐射跃迁、受激辐射跃迁和受激吸收跃迁三种过程。我们考虑原子的两个能级E1和E2，处于两个能级的原子数密度分别为N1和N2。构成黑体物质原子中的辐射场能量密度为ρ，并有E2 -E1=hν。 2.1.自发辐射 处于激发态的原子如果存在可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率自发地从高能级激发态（E2）向低能级基态（E1）跃迁，同时辐射出能量为（E2-E1）的光子，光子频率ν=（E2-E1）/h。这种辐射过程称为自发辐射。自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态上的一致，是非相干光。 2.2.受激辐射 除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。当频率为ν=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。 2.3.受激吸收 受激辐射的反过程就是受激吸收。处于低能级E1的一个原子，在频率为的辐射场作用下吸收一个能量为hν的光子，并跃迁至高能级E2，这种过程称为受激吸收。自发辐射是不相干的，受激辐射是相干的。 由受激辐射和自发辐射的相干性可知，相干辐射的光子简并度很大。普通光源在红外和可见光波段实际上是非相干光源。如果能够创造这样一种情况：使得腔内某一特定模式的ρ很大，而其他所有模式的都很小，就能够在这一特定模式内形成很高的光子简并度，使相干
参观哈尔滨工业大学校史馆有感 满怀着憧憬与激情，我们xxxxxxx班级，12月20日上午参观了哈工大校史馆，参观之前我们在门口沧桑的台阶，照下了最美的景观，哈工大历史的厚重感扑面而来，踏进门的一瞬间，我感受到了一座高等学府最智慧结晶的伟大。接受哈工大历史传统教育，接受精神洗礼。同学们在校史馆老师引导下井然有序进入校史馆，同学们簇拥在讲解老师的周围，聚精会神地聆听着哈工大的发展历程，仿佛置身于历史的长河，与前辈学长们共同书写着哈工大近百年的沧桑与辉煌。遇到展板上的精彩内容，或者珍贵的实物档案资料，好多同学还拿出手机拍照，希望参观结束后能够随时翻阅，有同学说要把拍摄的资料发给家长，与家里人共同了解哈工大的历史，品味哈工大的文化。各个展厅按时间顺序排布，共6个展馆两层楼，分工大历史展区，优秀校友展区，一线科技成果展区等。同学们从第一个展厅开始参观，学校从建立经过发展一直到达今天取得辉煌成就所经历的诸多波折历历在目：历代校长不变的严谨务实的精神、国家领导人邓小平对工大发展方向的指导、哈工大师生当年参加抗日活动的史料、从哈尔滨中俄工业学校一步步发展到今天哈工大的历史进程表、荟萃着两院院士和共和国将军的巨幅展板，哈工大建设世界一流大学目标的提出、学校最新的科研成果展板上详细的资料，展台上精确的比例模型，还有展柜中保存完好的见证工大历史的物品，甚至是那些伟大的前辈用过的物品，一只眼眼镜，一封信，一张张的荣誉证书，一段段文字，一幅幅照片，一件件实物，都给同学们留下了深刻的印象。同学们都表示受到了很大的鼓舞和激励，并以作为一个工大人而自豪。通过学习校史，同学们增进了对哈工大历史与传统的了解，让新同学们感受到哈工大的历史和精神，珍惜在哈工大学习的时光，更加明确自己肩负的责任，用规格严格、功夫到家的精神鞭策自己，发扬爱国奉献的精神，为国家、民族作出哈工大人应有的贡献。校史馆将哈工大在风雨里成长的历程一一呈现，每一个成就、每一次获
激光焊接的未来与前景 激光焊接前景 摘要：焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。近几年中国完成的一些标志性工程来看，焊接技术发挥了重要作用。但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制，激光焊接便有了很大的发展空间。激光技术涉及材料学、力学、计算机科学等。研发是一个消耗的过程，其投入要求高，资金回收期较长。单靠企业研发，速度很难跟上，于是有一部分压力转移到国家科研机构。所以产业化需要强大的经济实体后盾和政策支持。 关键词：焊接技术关键制造工艺激光焊接产业化 焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。中国2005年钢产量达到3．49亿吨，成为世界最大的钢材生产与消费国，而焊接结构的用钢量也突破1．3亿吨，相当于美国一年的钢产量，成为世界上空前最大的焊接钢结构制造国。近几年中国完成的一些标志性工程来看，焊接技术发挥了重要作用。例如三峡水利枢纽的水电装备就是一套庞大的焊接系统，包括导水管、蜗壳、转轮、大轴、发电机机座等，其中马氏体不锈钢转轮直径10．7m 高5．4m 重440t，为世界最大的铸－焊结构转轮。该转轮由上冠、下环和13或15个叶片焊接而成，每个转轮的焊接需要用12t焊丝，耗时4个多月。神舟6号飞船的成功发射与回收，标志着中国航天事业的巨大进步，其中两名航天员活动的返回舱和轨道舱都是铝合金的焊接结构，而焊接接头的气密性和变形控制是焊接制造的关键。由第一重型机械集团为神华公司制造的中国第一个煤直接液化装置的加氢反应器，直径5．5m 长62m 厚337mm 重2060t，为当今世界最大、最重的锻－焊结构加氢反应器，采用国内自主知识产权的全自动双丝窄间隙埋弧焊技术，每条环焊缝需连续焊接5天。西气东输的管线长4000km，是中国第一条高强钢（X70）大直径长输管线，所用的螺旋钢管和直缝钢管全部是板－焊形式的焊接管。2005年我国造船的总吨位达到1212万吨，占世界造船总量的17％，居于日、韩之后，稳居世界第三位，正向年产2500万吨的世界水平迈进。国内制造的30万吨超级油轮、新型5668标箱集装箱船、15万吨散装货船，以及为世界瞩目的，被称为“中华第一盾”的170舰，都是中国造船界的骄傲，船体是典型的板－焊结构。另外，上海中泸浦大桥是世界最长的全焊钢拱桥；国家大剧院的椭球型穹顶是世界最重的钢结构穹顶；奥林匹克主体育场的鸟巢式钢结构重4万多吨，也是世界之最。这些大型结构都是中国焊接制造的最大、最重、最长、最高、最厚、最新的具有代表性的重要产品。由此可见，焊接在国民经济发展和国防建设中具有非常重要的地位和作用。从“十一五”规划的二十项国家重大技术装备的研制项目可以看出，在百万千瓦级核电机组、超超临界火力发电机组成套设备、高水头超大容量水电机组、大型抽水蓄能机组、30～60万瓦级循环硫化床（CFB）锅炉的成套技术装备、百万吨级大型乙烯成套设备、百万吨级大型对苯二甲酸成套设备、大型煤制气成套设备以及大型煤矿综合采掘成套技术与装备中，焊接制造都是关键制造工艺之一。 但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制，激光焊接便有了很大的发展空间。
激光焊接技术简介 2017-8-1 激光—全称为受激辐射光放大，它是一种新光源，其所具有的相干性、单色性、方向性与高输出功率等特点，是其它光源所无法比拟的。激光焊接是通过光学系统将激光光束聚集在很小的区域，焦平面上的功率密度可达到10×10w/cm2，在极短的时间内，使被焊处形成一个能量高度集中的局部热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点或焊缝。 激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105W/ cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/ cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，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、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。 激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接原理：一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达25000C左右，热量从这个高
温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材料、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。近年来，几乎所有的电子产品，如电脑、电视机、手机、数码相机以及许多电子元器件等，在生产制造中都不同程度地应用了激光焊接技术。 激光焊接设备 用于光器件封装的激光焊接设备主要有单光束焊接、三光束焊接和四光束焊接三种焊接设备，也有个别公司有用到双光束焊接设备，下面就谈谈这四种焊接的设备。 单光束激光焊机：顾名思义，单光束焊机每次焊接只有一束激光，在没有焊接时激光焊机会有一束红色的指示光束，此指示光束就是焊接时激光的前进路线。基本每台单光束焊机都配有一个显微镜，通过显微镜，可以清晰地观察到红色指示光束光斑聚焦在需要焊接的点上，
（答案全部写在答题纸上，写在试卷上无效） 一、单项选择题（每题1分，共10分） 1．近代中国社会性质是（） A. 前期是封建社会后期是半殖民地 B. 殖民地社会 C. 半殖民地半封建社会 D. 资本主义社会 2．清政府彻底沦为帝国主义附庸成为其利益代理工具的标志是（） A.洋务运动 B.《马关条约》 C.《辛丑条约》 D.总理各国事务衙门的设立 3．洋务运动的目的是（） A.挽救清政府的统治危机 B.增强本国的实力 C.购买和制造洋枪、洋炮镇压农民起义 D.发展资本主义 4.新文化运动期间，在中国大地上率先举起马克思主义旗帜的是（） A.李大钊 B.陈独秀 C.鲁迅 D.毛泽东 5．毛泽东在《反对本本主义》中提出的著名科学论断是 ( ) A．枪杆子里面出政权 B．没有文化的军队是一支愚蠢的军队 C．没有调查就没有发言权 D．帝国主义和一切反动派都是纸老虎 6．挽救了党和红军，成为中国共产党历史上生死攸关的转折点的会议是（）A.八七会议 B.中共七大 C.遵义会议 D.中共七届二中全会 7．中国共产党确定抗日民族统一战线策略总方针的会议是（） A. 洛川会议 B. 瓦窑堡会议 C.遵义会议 D.中共六届六中全会
8．大革命时期的统一战线和抗日民族统一战线（） A．都有共同的政治纲领 B.均采取党内合作方式 C．皆有各阶层广泛参加 D.全具有反帝反封建性质 9.1956年党的“八大”指出今后我国社会的主要矛盾是（） A.无产阶级与资产阶级的矛盾 B.地主阶级与农民阶级的矛盾 C.人民对于经济文化迅速发展的需要同当前经济文化不能满足人民需要的状况之间的矛盾 D.生产力与上层建筑还不适应之间的矛盾 10．成为拨乱反正和改革开放的思想先导。 ( ) A．中共十一大宣告“文化大革命”结束 B．关于真理标准问题的大讨论 C．科学地评价毛泽东和毛泽东思想的历史地位 D．《解放思想，实事求是，团结一致向前看》的讲话 二、辨析题（对命题做判断，并说明理由，共2题，每题5分，共10分）1．资本主义是中国的新民主主义革命的对象。 2．新文化运动具有新民主主义的革命性质。
米亚奇公司 Nd（钕）:YAG激光器激光焊接指南 米亚奇公司2003年版 此处包含的材料，未经米亚奇公司书面同意，严禁复 制或用于任何用途 联系方式： 米亚奇公司 Myrtle大道1820号 蒙罗维亚CA, 91017-7133 Tel.: 626 303 5676 Fax: 626 599 9636 https://www.doczj.com/doc/729005234.html,
目录 1.激光基础 1.1 介绍 1.2 激光产生的原理 1.3 Nd:YAG激光的介质 1.4 泵浦源 1.5 谐振器 1.6 激光安全 2.激光焊接基本原理 2.1脉冲激光焊接 2.1.1实时功率反馈 2.1.2输出功率斜波 2.1.3脉冲的成形 2.1.4时间的分配 2.1.5能量分配 2.1.6光束的传输 2.1.7聚焦头 2.2激光是怎么实现焊接的 2.3主要焊接参数 2.3.1接缝设计与配合 2.3.2部分聚焦 2.3.3材料的选择和其表面镀层 2.4激光的参数 2.4.1名词术语 2.4.2光学系统 2.4.3聚焦镜片 2.4.4峰值功率和脉冲宽度 2.4.5接缝的焊接 2.4.6保护气体 2.5焊接举例
1.激光基础 1.1介绍 “激光”一词是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激辐射而放大的光）的缩写，激光器的要素有： Nd:YAG激光器有两种类型，连续波的和脉冲波的，正如它们的名字所指，连续激光的波形要么是开，要么是关，但脉冲激光只用部分脉冲完成焊接。脉冲激光利用峰值功率进行焊接，反之连续激光使用的是平均功率，这使得脉冲激光只用很小的能量就能实现焊接，并形成了更小的热影响区，脉冲激光焊提供了无与伦比的点焊性能和极低的焊接热输入，米亚奇的就是脉冲激光焊机。 1.2激光产生的原理 激光本质上是分三步产生的，发生几乎是瞬间的。 1.泵浦源给介质提供能量，将介质内部原子激活，使得带电原子暂时被激发到 高能级，处在此活跃级的带电原子是不稳定的，于是跃迁到低能级，在这个过程中，从泵浦源吸收能量的电子释放多余的能量并辐射出一个光子，这个过程叫做自发辐射，通过这种方式产生的光子是激光的种子。 2.光子自发传播并最终撞击到别的处于高能级的电子，由于光速极快，处在激 发态的原子的密度很大，所以这个过程是极其短暂的，入射光子将电子从高能级激发到低能级并产生另一个光子，这两个光子是相干的，这意味着它们相位相同，波长相同，传播方向相同，这个过程叫做受激辐射。 3.光子传播方向是不定的，然而一些沿着介质传播的光子撞击共振器的反射镜， 又通过介质反射回来，共振反射镜决定了受激辐射的优先扩大方向，为了使
激光焊接工艺详解 随着科学技术的发展，近年来出现了激光焊接。那么什么是激光焊接呢？激光焊接的特点与优点又有哪些呢？ 下图是激光焊接的工作原理： 首先，什么是激光？世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达106瓦，但仍属于低能量输出. 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，假如焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。激光焊接设备的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，因此可以省往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。汽车产业常用输出功率为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，产生均匀为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。 与其它传统焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远间隔焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。
哈尔滨工业大学（威海）2009 / 2010 学年 秋季学期 中国近代史纲要 试题卷（A ） 一、单项选择题（每题1分，共20分）请将所选答案代码 涂写在答题卡上，只写在答卷上不予计分。 1.鸦片战争前中国封建社会的主要矛盾是( ) A.地主阶级和农民阶级的矛盾 B.帝国主义和中华民族的矛盾 C.资产阶级和工人阶级的矛盾 D.封建主义和资本主义的矛盾 2.1839年组织编写成《四洲志》，向中国人介绍西方情况的是( ) A.林则徐 B.魏源 C.马建忠 D.郑观应 3.太平天国由盛而衰的转折点是( ) A.永安建制 B.北伐失利 C.天京事变 D.洪秀全病逝 4．“灵台无计逃神矢，风雨如磐暗故园，寄意寒星荃不察，我以我血荐轩辕。”这首诗表达了爱国者满腔悲愤的心情。这首诗写作的时间最有可能的是( )。 A.19世纪40年代 B.19世纪50年代 C.20世纪初 D.20世纪30年代 5．“用大刀、肉体和联军相搏，虽然被联军打死了几万人，伤亡枕籍，还是前仆后继，其勇锐之气殊不可当，真是令人惊奇佩服。所以经过那次血战之后，外国人才知道中国还有民族思想，这种民族是不可消灭的”。这句话反映的历史事件是( )。 A 太平天国运动 B 三元里人民的抗英斗争 C 黄花岗起义 D 义和团运动 6．“国民革命需要一个大的农村变动。辛亥革命没有这个变动，所以失败了。”毛泽东这个观点指出辛亥革命失败的原因在于( )。 A 没有提出彻底的反帝的革命纲领 B 不能充分发动和依靠人民群众 C 不能建立坚强的革命政党 D 没有提出彻底的反封建的革命纲领 7.中国历史上第一部具有资产阶级共和国宪法性质的法典是( ) A.《中华民国宪法》 B.《钦定宪法大纲》 C.《中华民国约法》 D.《中华民国临时约法》 8.1935年12月，中国共产党确定抗日民族统一战线政策的会议是( ) A.遵义会议 B.瓦窑堡会议 C.洛川会议 D.晋绥干部会议 姓名: 班级： 号：
《激光焊接工艺实践》课程学习指南 一、课程资源导航 二、学前要求 学习本课程需要有一定的预备基础知识，需要配置一台计算机，对计算机具体要求如下： (一) 必备基础 学习本课程的学习者必须具备一定的基础： 1.会熟练使用计算机，如常用操作系统Windows XP或者Linux，还有常用软件如PowerPoint、Word等； 2.一定的激光加工技术和工程材料学知识。 (二) 软硬件环境 1.硬件环境：
三、学习目标与要求 课程设置是基于光机电应用技术专业职业岗位能力的培养需要，要求学生通过视频课件、动画和现场实训操作等多种学习资源，掌握激光焊接原理、工艺特点和应用领域。通过本课程学习，学生不仅应该掌握激光焊接加工的基础理论，更要培养、锻炼实际动手操作能力，从而使其在掌握专业知识的基础上获得所需要的职业技能。具体要求如下： ?了解激光焊接工艺的过程和机理； ?学习根据材料特点和焊接工艺要求来选择合适的激光焊接设备； ?针对不同激光焊接设备，学会选择合适的激光焊接参数并能够对设备进行调试、维护； ?针对不同激光焊接过程，学会分析影响焊接质量的因素和解决的措施； ?学习激光焊接的安全操作常识和正确的操作规范。 四、学习路径 1.学习模式 在校学生学习方式：课堂学习+操作实训+网络辅助+标准化试题库考试 网络学习方式：教材自学+按课件学习+网上导学+实训实验+标准化试题库考试2.课程知识学习路径 按知识点渐进式学习：先导课程为激光加工原理、工程材料学等。 3.推荐书籍和参考 （1）郑启光，邵丹编著，激光加工工艺与设备，北京：机械工业出版社，2009,10；（2）刘其斌编著，激光加工技术及其应用，北京：冶金工业出版社，2007；（3）蒙大桥，张友寿，何建军等译，材料激光工艺过程，北京：机械工业出版社，2012,9； （4）现代激光焊接技术，陈彦宾，科学出版社，2010，,10； （5）激光焊接与切割质量控制，陈武柱，机械工业出版社，2010。 五、考核标准 学生学习考核标准请参见本课程资源“考核方案”
一、激光基本原理 1、 LASER 是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。含有钕 (ND的 YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。 YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a 、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光 (波长、频率 b 、方向性――激光传播时基本不向外扩散。 c 、相干性――激光的位相 (波峰和波谷很有规律,相干性好。 d 、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、 YAG 激光焊接
激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 l 、激光焊接加工方法的特征 A 、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。 B 、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C 、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、 特种材料。 D 、不需要填充金属、不需要真空环境 (可在空气中直接进行、不会像电子束那样在空气中产生 X 射线的危险。 E 、与接触焊工艺相比 . 无电极、工具等的磨损消耗。 F 、无加工噪音,对环境无污染。 G 、微小工件也可加工。此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。 H 、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。 I 、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。 J 、很容易搭载到自动机、机器人装置上。
中国近现代史纲要2009年考试试卷： 一、问答题：（13分） 1．1840年以后，随着近代中国从封建社会演变为半殖民地半封建社会，中国社会阶级关系发生了深刻的变动，中国社会的矛盾呈现出错综复杂的状况。请指出近代中国社会呈现的各种矛盾？（4分） 2. 请指出近代以来中华民族面临的两大历史任务。（2分） 3．请列举出抗战胜利后中国存在的三种政治力量和三种建国方案。（4分） 4．请列举中国近代史上著名的学生爱国运动。（至少举出三个）（3分） 二、论述题：（15分） 在中国近现代历史上，你最感兴趣的人物是谁？请说出名字并系统论述理由。 三、材料题：（12分） 下面是一组关于抗日战争的历史资料： 材料一： 在抗日战争期间，中国战场年平均牵制日本陆军的74%以上，最高年份达90%。日军在海外作战中损失的287万人中，有150万人伤亡在中国战场。 材料二： 苏联元帅朱可夫说：“甚至我们最艰苦的战争年代里，日本也没有进攻苏联，却把中国淹没在血泊中，稍微尊重客观事实的人都不能不考虑到这一明显而无可争辩的事实。” 材料三： 美国总统罗斯福说：“假如没有中国，假如中国被打垮了，你想一想有多少师的日本兵可以因此调到其他方面来作战？”“会占领澳大利亚，占领印度，会和纳粹的大规模钳形攻势在近东某处会合，完全切断俄国同外界的联系，瓜分埃及，切断经过地中海的所有交通线，难道不会这样吗？” 材料四：
据不完全统计，抗日战争期间，中国军民伤亡3500多万人。按1937年的币值折算，中国直接经济损失1000多亿美元，间接经济损失5000多亿美元。 请回答： 请根据上述材料，分析中国抗日战争在世界反法西斯战争中的地位和作用。 四、论文题（20分） 1840年后，中华文明面临新旧嬗变。为了救亡图存，中国人吸收西方成果，先后提出各种主张及文化变革与融合范式，如：（1）“师夷长技以制夷”；（2）“中学为体，西学为用”；（3）托古改制；（4）“驱除鞑虏，恢复中华，创立民国，平均地权”；（5）打倒孔家店或全盘西化；（6）“离开中国特点来谈马克思主义，只是抽象的空洞的马克思主义”。 请以这些主张及文化变革与融合范式为关键点，写一篇小论文，阐明中国近现代史上先进的中国人探索国家出路的历程，并做出相应的评价。 要求： 1. 题目自拟； 2．观点鲜明，条理清晰，逻辑严密； 3．论文字数800字左右。 中国近现代史纲要试题答案要点 一、问答题：（13分） 1．1840年以后，随着近代中国从封建社会演变为半殖民地半封建社会，中国社会阶级关系发生了深刻的变动，中国社会的矛盾呈现出错综复杂的状况。请指出近代中国社会呈现的各种矛盾？（4分） 中华民族与资本帝国主义的矛盾 农民和地主阶级的矛盾 资产阶级与地主的矛盾 无产阶级与资产阶级的矛盾 封建阶级内部各集团派系的矛盾 各帝国主义在中国争夺的矛盾 2. 请指出近代以来中华民族面临的两大历史任务。（2分） 争取民族独立、人民解放和实现国家富强、人民富裕 3．请列举出抗战胜利后中国存在的三种政治力量和三种建国方案。（4分）
哈工大八百壮士
什么是“八百壮士”？ 在哈工大，人们习惯上用“八百壮士”这样的称呼来形容过去和现在对这所大学做出贡献的教师们。马祖光就是哈工大第一代“八百壮士”的代表。提起“壮士”人们往往会想起“风萧萧兮易水寒，壮士一去兮不复还”的诗句，记起“壮士”所共有的义无反顾、舍生忘死的情怀。 今天，在国内高等教育界，很多人都知道哈工大有一支以八百壮士著称的师资队伍，然而却鲜有人知道“八百壮士”产生的历史背景和这一称呼的由来。 “八百壮士”是如何产生的？ “八百壮士”产生于哈工大，一个重要原因就是哈工大历任校领导都十分重视人才、珍惜人才。成立于1920年的哈工大，知道1949年仍然是中长铁路隶属下的一所小型技术高校，绝大部分是俄罗斯学生，教师几乎全部是俄国人，1949年5月，松江省主席冯仲云兼任哈工大校长，揭开了哈工大校史的新一页。为了扭转哈工大缺少高水平中国籍教师的现象，当年7月，冯仲云就赴当时刚解放的上海聘请教师，从此开始了这支队伍的建设。冯仲云校长经常请内地来的教师到他家中吃便饭；陈康白校长专注于引进人才，时任副校长的高铁为单身教师找对象，主持集体婚礼；爱才如命的李昌校长更是唯才是举，主张“打着灯笼找人才” 到1957年，哈工大的教师队伍已经发展到800多名，平均年龄只有27.5岁，他们承担了全校的教学任务，其中与部分人开始科学研究，挑起了学校教学、科研的大梁。这批年轻的师资队伍，成为哈工大进一步发展的基础和依靠力量，处于对这只队伍的自豪，时任哈工大校长的李昌盛赞这只队伍为“八百壮士”。 光明日报发表的一篇文章《三代“八百壮士”与哈工大的昨天、今天和明天》是这样描述“八百壮士的”: 三代“八百壮士”无私奉献、艰苦创业，用自己的心血，奠定了哈工大国内一流大学的地位。 1956年，按照国家领导人的指示，由各省派来学习的优秀青年教师及首届研究生、本科生经出国培训回来任教的人员，构成了哈工大第一代师资主体，总数约为800人，这些人年轻有为，风华正茂，所以有“八百壮士”之称。在他们手中，一个基本适应当时国民经济建设需要，以机、电、仪、动力、土建、工程经济为主要内容的专业教学体系建立起来了。 1958年，按照邓小平同志的指示，哈工大走上民转军新阶段。学校抽调一批教师来开辟新领域；精选在校优秀本科生到国内兄弟院校代培，成规模的有两批近800人，逐渐形成了哈工大第二代“八百壮士”。哈工大后来居上，跃上
激光焊接知识集锦 目录 激光焊接基本原理 ....................................................................... - 2 - 激光焊接概述........................................................................... - 4 - 激光传感器焊接技术的介绍与发展 ......................................................... - 6 - 激光焊接技术及其在汽车制造中的应用 ..................................................... - 8 - 激光塑料焊接概述..................................................................... - 13 -
激光焊接基本原理 一、激光基本原理 1、LASER 是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation （通过诱导放出实现光能增幅）的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质，使介质内部原子的电子获得能量，受激而使电子运动轨道发生迁移，由低能态变为高能态。处于激发态的原子，受外界辐射感应，使处于激发态的原子跃迁到低能态，同时发出一束光；这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致，此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光，必须要有封闭光线的谐振腔，使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡，进而提高光强，同时提高光的方向性。含有钕（ND ）的YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。这种 光束在微弱的受激发情况下，也能实现连续发振。YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称，具有优异的光学特性，是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a、单色性一一激光不是已许多不同的光混一合而成的，它是最纯的单色光（波长、频率） b、方向性激光传播时基本不向外扩散。 c、相干性一一激光的位相（波峰和波谷）很有规律，相干性好。 d、高输出功率一一用透镜聚焦激光后，所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、YAG 激光焊接 激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激 光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种：脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 I、激光焊接加工方法的特征 A、非接触加工，不需对工件加压和进行表面处理。 B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C、短时间焊接，既对外界无热影响，又对材料本身的热变形及热影响区小，尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。 D 、不需要填充金属、不需要真空环境（可在空气中直接进行）、不会像电子束那样在 空气中产生X 射线的危险。 E、与接触焊工艺相比.无电极、工具等的磨损消耗。 F、无加工噪音，对环境无污染。 G、微小工件也可加工。此外，还可通过透明材料的壁进行焊接。 H、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。
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目录 1.激光基础 1.1 介绍 1.2 激光产生的原理 1.3 Nd:YAG激光的介质 1.4 泵浦源 1.5 谐振器 1.6 激光安全 2.激光焊接基本原理 2.1脉冲激光焊接 2.1.1实时功率反馈 2.1.2输出功率斜波 2.1.3脉冲的成形 2.1.4时间的分配 2.1.5能量分配 2.1.6光束的传输 2.1.7聚焦头 2.2激光是怎么实现焊接的 2.3主要焊接参数 2.3.1接缝设计与配合 2.3.2部分聚焦 2.3.3材料的选择和其表面镀层 2.4激光的参数 2.4.1名词术语 2.4.2光学系统 2.4.3聚焦镜片 2.4.4峰值功率和脉冲宽度 2.4.5接缝的焊接 2.4.6保护气体 2.5焊接举例 1.激光基础
1.1介绍 “激光”一词是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激辐射而放大的光）的缩写，激光器的要素有： Nd:YAG激光器有两种类型，连续波的和脉冲波的，正如它们的名字所指，连续激光的波形要么是开，要么是关，但脉冲激光只用部分脉冲完成焊接。脉冲激光利用峰值功率进行焊接，反之连续激光使用的是平均功率，这使得脉冲激光只用很小的能量就能实现焊接，并形成了更小的热影响区，脉冲激光焊提供了无与伦比的点焊性能和极低的焊接热输入，米亚奇的就是脉冲激光焊机。 1.2激光产生的原理 激光本质上是分三步产生的，发生几乎是瞬间的。 1.泵浦源给介质提供能量，将介质内部原子激活，使得带电原子暂时被激发到高能级，处 在此活跃级的带电原子是不稳定的，于是跃迁到低能级，在这个过程中，从泵浦源吸收能量的电子释放多余的能量并辐射出一个光子，这个过程叫做自发辐射，通过这种方式产生的光子是激光的种子。 2.光子自发传播并最终撞击到别的处于高能级的电子，由于光速极快，处在激发态的原子 的密度很大，所以这个过程是极其短暂的，入射光子将电子从高能级激发到低能级并产生另一个光子，这两个光子是相干的，这意味着它们相位相同，波长相同，传播方向相同，这个过程叫做受激辐射。 3.光子传播方向是不定的，然而一些沿着介质传播的光子撞击共振器的反射镜，又通过介 质反射回来，共振反射镜决定了受激辐射的优先扩大方向，为了使这个扩大发生，那处在活跃态能级的原子数量必须远大于处在低能级原子的数量，这种大量处在活跃能级的“粒子数反转“是产生激光的必需条件。
焊接与激光焊接应用介绍 轿车车身都采用金属构件和复盖件的分块组合。将各种预先制好的结构件，例如风窗立柱，门立柱、门上横、前后冀子板、前后围板、顶盖等零部件通过焊接和铆接的方式进行组合装配。其中焊接是汽车装配流水线上不可缺少的工序。 车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方式。 电阻电焊通过施加在点焊电极上的电流将零件的接触表面熔化，然后在压力作用下连接在一起，主要用于车身构件及车架的焊接。缝焊用滚轮电极代替电阻电焊的点焊电极，滚轮电极传递焊接电流和压力，其转动与零件的移动相互协调，产生连续的焊缝，主要用于密封性焊接或缝点焊工件，例如油箱。二氧化碳焊是一种电弧焊，即局部加热来熔化和连接零件而不需要施压的一种焊接方法，在电极与工件之间的电弧作为热源，同时施加二氧化碳遮住电弧和熔化区，使之与大气隔开，主要用于车身蒙皮的焊接。 根据不同的零件和要求，在汽车工业中采用了多样化的焊接技术，应用到的焊接技术还有闪光焊、电子束焊、电栓焊、脉冲焊、摩擦焊等等。近年，还出现了激光焊，并且发展得很快，我国生产的一些轿车车身焊接，也采用了激光焊接。 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，如果焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，
这一效应可用于焊接工艺。激光焊接设备的关键是大功率激光 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弋表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06卩m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10.6 am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。 激光焊接的特点是被焊接工件变形极小，几乎没有连接间隙，焊接深度/ 宽度比高，因此焊接质量比传统焊接方法高。但是， 如向保证激光焊接的质量，也就是激光焊接过程监测与质量控制是一 个激光利用领域的重要内容，包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器，通过电子计算机处理，针对不同焊接对象和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目，通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现自动化激光焊接。 在激光焊接中，光束焦点位置是最关键的控制工艺参数之一，在一定激光功率和焊接速度下，只有焦点处于最佳位置范围内才能获得最大熔深和好的焊缝形状。在实际激光焊接中，为了避免和减少影响焦点位置稳定性的因素，需要专门的夹紧和设备技术，这种设备的精确程度与激光焊接的质量高低是相辅相成的。