第9章 高能束焊接

电子束焊接原理
电子束焊接是一种高能束流焊接技术，其原理是利用电子束对工件进行熔化和焊接。

电子束是通过对金属丝进行高电压电子轰击产生的，产生的电子束具有高速度和高能量，可在纳秒时间内将焊接部位加热到高温。

其焊接原理主要包括以下几个步骤：
1.电子发射与准直：将阴极表面加热，使其发射出电子，然后
通过电场和磁场的作用，使电子束准直成为直线束。

2.聚焦：利用磁场将电子束聚焦成细束，以增加束流密度和功
率密度。

3.定向和控制：通过磁场控制电子束的方向和位置，使其对准
焊接部位。

4.熔化和焊接：电子束轰击工件表面时，其动能会转化为热能，使焊接部位瞬间升温到熔化温度，形成熔池。

焊接材料进入熔池后，通过冷却凝固形成焊缝。

5.控温和控速：在焊接过程中，通过控制电子束的功率和移动
速度，来控制焊接温度和焊接速度，以实现理想的焊接效果。

电子束焊接具有焊接速度快、精度高、热影响区小等优点，适用于对高强度和高精度焊接要求的工件，如航空航天零部件、汽车零部件等。

高能束焊接技术的发展和应用高能束焊接技术（EBW）是一种先进的焊接方法，它利用高速电子束来熔化和连接金属材料。

这种焊接技术具有高能量密度、高焊接速度、优质的焊接效果和适用于各种金属材料等优点，因此在航空航天、汽车制造、核工业和电子行业等领域得到了广泛的应用。

本文将从高能束焊接技术的发展历程和原理、应用领域、优势和挑战等方面进行介绍。

一、高能束焊接技术的发展历程和原理高能束焊接技术最早是在20世纪50年代发展起来的，最初是用于核工业和航天航空领域。

1958年，美国杜邦公司开发出了第一台商用的电子束焊接机，这标志着电子束焊接技术开始走向工业化生产。

高能束焊接技术通过电子枪产生高速电子束，电子束击中工件表面时，产生的能量将工件表面瞬间加热到熔化温度，然后通过电子束辐照区域产生高温熔池，从而实现熔化和连接金属材料的目的。

高能束焊接技术的原理是利用高速电子束的能量瞬间加热金属材料，使其熔化并形成熔池，然后利用合适的焊接工艺来实现金属材料的连接。

与传统的焊接方法相比，高能束焊接技术具有能量密度高、焊接速度快、热影响区小、热输入低等优点，因此可以实现高质量的焊接效果。

二、高能束焊接技术的应用领域高能束焊接技术在航空航天、汽车制造、核工业和电子行业等领域得到了广泛的应用。

在航空航天领域，高能束焊接技术被广泛应用于飞机结构件、发动机零部件、航天器壳体等关键部件的焊接，以提高焊接质量和生产效率。

在汽车制造领域，高能束焊接技术通常应用于汽车车身焊接、汽车零部件焊接等工艺环节，以提高焊接强度和减少成本。

在核工业领域，高能束焊接技术被用于核反应堆压力容器、核燃料元件等核设备的焊接，以保证核设备的安全可靠性。

在电子行业领域，高能束焊接技术通常应用于电子器件的微细焊接和包装，以提高器件的性能和可靠性。

高能束焊接技术相对传统焊接方法有很多优势，主要包括以下几点：1. 高能量密度：高能束焊接技术的能量密度很高，可以实现瞬间加热和快速熔化金属材料，从而提高焊接速度和效率。

高能束焊接技术的发展和应用高能束焊接技术是一种现代焊接技术，它采用高能束作为焊接热源，利用高能束的集中能量和高能流密度，将焊接接头迅速加热至熔化温度并实现焊接。

高能束焊接技术包括激光焊接、电子束焊接和等离子焊接等多种形式。

这些焊接技术具有高能量浓度、热输入集中、加热速度快、熔深大、焊接变形小等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

高能束焊接技术的发展可追溯到20世纪40年代。

当时，电子束焊接技术首次应用于军事工业领域。

随着激光技术和等离子技术的发展，高能束焊接技术的应用范围逐渐扩大。

高能束焊接技术在航空航天领域中的应用十分广泛。

航空航天器的结构件往往需要具备高强度和高精度的特点，而高能束焊接技术能够满足这些要求。

激光焊接技术被应用于喷气发动机涡轮叶片的制造，能够提高制品的性能并保证焊接接头的质量。

电子束焊接技术被广泛应用于轻型航空航天器的生产，能够实现高效率、高质量的焊接，提高产品的可靠性。

在汽车制造领域，高能束焊接技术也发挥了重要作用。

汽车的表面涂层和涂漆往往会影响到其外观和耐腐蚀性能，而高能束焊接技术能够在不破坏基材的情况下，有效地去除涂层。

高能束焊接技术还可以用于汽车零部件的焊接，提高产品的质量和可靠性。

电子设备制造领域也是高能束焊接技术的主要应用领域之一。

电子器件往往需要高精度和高可靠性的连接，而高能束焊接技术能够实现精确的焊接和微小尺寸的焊接接头。

激光焊接技术被广泛应用于集成电路的封装和电子组装的焊接。

高能束焊接技术的发展和应用为现代工业生产带来了许多优势。

它能够实现高效率、高质量的焊接，提高产品的性能和可靠性。

随着科技的不断进步和创新，高能束焊接技术还将继续发展，并在更多领域得到应用。

焊接手册(第2版) 焊接方法及设备(第一卷)本卷共分6篇、41章，特点是焊接工艺与设备兼顾，原理与工艺（或设备）密切联系。

目的是引导读者正确选择和使用焊接方法及设备，并提供解决焊接工艺问题的基本途径。

具体内容包括各种电弧焊、电阻焊、高能束焊、钎焊、焊接过程自动化技术以及其他焊接方法等。

增加了药芯汉斯电弧焊及SMT中的焊接技术两章。

【目录】第1章焊接方法概述第1篇电弧焊第2章弧焊电源第3章焊条电弧焊第4章埋弧焊第5章钨极气体保护焊第6章等离子弧焊及切割第7章熔化极气体保护焊第8章药芯焊丝电弧焊第9章水下电弧焊于切割第10章螺柱焊第11章碳弧气刨第2篇电阻焊第12章点焊第13章缝焊第14章凸焊第15章对焊第16章电阻焊设备第17章电阻焊质量检验及监控第3篇高能束焊第18章电子束焊第19章激光焊于切割第4篇钎焊第20章钎焊方法及工艺第21章钎焊材料第22章各种材料的钎焊第5篇其他焊接方法第23章电渣焊及电渣压力焊第24章高频焊第25章气焊气割及高压水射流切割第26章气压焊第27章热剂焊(铝热焊)第28章爆炸焊第29章摩擦焊第30章变性焊第31章超声波焊接第32章扩散焊第33章堆焊第34章热喷涂第35章SMT中的焊接技术第36章胶接第6篇焊接过程自动化技术第37章焊接电弧控制技术第38章焊接传感器及伺服装置第39章计算机在焊接中的应用第40章焊接机器人第41章专用焊接设备设计概要-------------------焊接手册(第2版) 材料的焊接(第二卷)本卷分5篇、23章。

内容包括：材料焊接性基础、铁与钢、有色金属、异种材料、新型材料的焊接。

按生产的需要提供母材性能及焊接特点、焊接材料、焊接工艺、缺欠及防止，特别强调给出并分析生产实例、使手册更为实用。

【目录】第1篇材料的焊接性基础第1章焊接热过程第2章焊接冶金第3章焊接热影响区组织转变及其性能变化第4章焊接缺欠第5章金属焊接性及其试验方法第2篇铁与钢的焊接第6章碳钢的焊接第7章低合金钢的焊接第8章耐热钢的焊接第9章不锈钢的焊接第10章其它高合金钢的焊接第11章铸铁的焊接第3篇有色金属的焊接第12章铝、镁及其合金的焊接第13章钛及其合金的焊接第14章铜及铜合金的焊接第15章高温合金的焊接第16章镍基耐蚀合金的焊接第17章难熔金属的焊接第18章稀贵及其它有色金属的焊接第4篇异种材料的焊接第19章异种金属的焊接第20章金属材料堆焊第5篇新型材料的焊接第21章塑料的焊接第22章陶瓷与陶瓷陶瓷与金属的连接第23章复合材料的焊接--------------------焊接手册(第2版) 焊接结构(第三卷)本卷分为3篇、27章，介绍了焊接结构选材、设计、制造诸方面的问题，力求通过对典型结构的分析等介绍合理的焊接。

两种高能束焊接各自特点和应用及其发展前景对于现代社会，效率对于工业生产是很重要的。

因此对于其应用的科学技术也要求很高。

为此，在焊接领域提出了利用高能密度束流作为热源的焊接方法，这就是高能束焊接。

目前狗啊能输焊接主要有两种：电子束焊接（EBW）和激光焊接（LBW）。

其能量密度必TIG或MIG等弧焊方法高一个数量级以上，通常高于5*105W/cm2。

一、电子束焊接（EBW）EBW焊接是以汇聚的高能电子束流轰击工件接缝处而产生的热能是材料融合的一种焊接方法。

这种焊接方法具有以下优点：⒈电子束功率密度高，其功率密度可达105-107W/cm2。

⒉焊缝深宽比大。

焊缝熔区很深很窄，其深宽比最高可达50：1，焊件变形可以忽略，不少零件可在精加工后焊接，不必进行后续精加工。

即使精度要求特别高的零件，焊后精加工留量可以很少，比用常规焊接方法可节省大量精加工工时。

可将原整体结构件分解成二件或二件以上工件焊接起来，可以变革原加工工艺，省时、省料、甚至可变革原零、部件的结构的设计使其更合理。

⒊电子束不仅能量密度高而且精确可调、被焊零件的厚度可以薄至0.05mm，厚至300mm（钢）或550mm（铝），不开破口，一次焊透。

⒋焊接在真空中进行，排除了大气中有害气体(如氢和氧等)的影响。

可高质量地焊一些活动性材料如钼、铍、铀、铌、钛等及其合金。

⒌可焊接物理常数差别大的材料，如非常薄的与非常厚的零件焊接或二者性质差别大的异种金属焊接，如钢与铜的焊接。

⒍由于电子束能量密度高，焊接速度可以很高，如焊O．8ram 薄钢板，焊接速度可迭200mm／s，焊接2'0 0mm 熔深锰钢，焊速可达300mmlmin。

在多工位电子束焊机上焊接汽车配电器(犒一平板焊列配电器凸轮上)其生产率可迭1440件／小时。

⒎由于焊接熔区小，焊接速度高，输入能量比常规焊接方法小得多，因此其热影响区小，有利提高焊接性能。

焊接区域邻近温度低，对封装热敏器件如集成电路组件，各类传感器探头的封装极为有利。

焊接技术与工程专业认识引言焊接是一种重要的金属加工技术，广泛应用于各个领域，如船舶制造、航空航天、建筑、汽车制造等。

焊接技术与工程作为一门专业，旨在培养学生掌握焊接技术的原理与方法，具备设计、分析和实施焊接工程的能力。

本文将从基础概念、主要焊接方法及其应用、专业认识等方面进行详细介绍。

基础概念焊接定义焊接是利用热能使金属或非金属材料相互结合的一种工艺，通过高温、高压或电弧等手段将被焊接材料加热熔融，使其相互结合，并在冷却后形成可靠的连接。

焊接材料常见的焊接材料包括金属材料和非金属材料。

金属材料主要包括铝、铜、钢等，而非金属材料包括塑料、陶瓷等。

主要焊接方法及其应用电弧焊电弧焊是一种利用电弧加热将被焊接材料熔化的焊接方法。

常用的电弧焊包括手工电弧焊、半自动电弧焊和氩弧焊等。

电弧焊广泛应用于船舶制造、建筑结构等领域。

气体焊是利用气体燃烧产生的热能将被焊接材料熔化并连接的焊接方法。

常见的气体焊有氧乙炔焊、氩气焊等。

气体焊在汽车维修、家具制造等领域有广泛应用。

热熔焊热熔焊是利用加热将熔点较低的焊接材料加热到液态后，再将其涂覆在待焊接材料上，形成连接。

常见的热熔焊有热喷涂焊、塑料焊接等。

热熔焊在涂层修复、塑料制品加工等方面应用广泛。

高能束焊高能束焊是利用高能束（如激光束、电子束）将被焊接材料加热至熔点的焊接方法。

高能束焊具有焊接速度快、热影响区小等优点，广泛应用于微电子器件制造、精密仪器制造等领域。

专业认识资质要求从事焊接技术与工程专业的人员需要具备相应的资质和技能。

通常需要获得相关的教育背景，如焊接工程技术类专业的学士学位或高职高专学历。

此外，还需要通过相关的职业技能认证考试，如焊工资格证书等。

随着工业的发展和技术的进步，焊接技术与工程专业的需求也不断增加。

从事焊接技术与工程专业的人员可以在船舶制造、航空航天、建筑、汽车制造等领域找到就业机会。

同时，焊接技术的国内外交流与合作也不断增加，为从业人员提供了更广阔的发展空间。

高能束焊接双椭球热源模型参数的确定王　煜,　赵海燕,　吴　甦,　张建强＊(清华大学机械工程系,北京　100084)摘　要:双椭球热源模型常用于高能束焊接过程数值模拟,模型中形状参数选择的合理与否对于计算精度和效率有很大影响。

由于缺乏定量化描述,进行数值模拟时,只能依靠经验通过反复试算确定模型参数,选择的随机性很大。

为此该文提出了一种用解析法计算高能束焊接双椭球热源模型参数的方法,通过实例计算和有限元模拟对该方法进行了验证,并建立了确定模型形状参数的经验公式。

研究结果表明,使用该方法只需进行简单的解析计算便可直接求得数值模拟所需的热源参数,简化了试算过程,提高了数值模拟的效率和精度。

关键词:高能束焊接;双椭球热源模型;解析法;有限元中图分类号:TG402 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2003)02-67-04王　煜0　序 言高能束焊以其束流的强穿透能力,可获得窄而深的焊缝,且焊后成品的热影响区小,焊接质量高,因而得到了日益广泛的应用。

为了进一步提高生产效率和产品质量,需要对焊接过程进行深入详细的研究。

但焊接过程是高温下的动态过程,采用试验方法进行实时测量十分困难,数值模拟方法则提供了重要的研究手段。

对焊接热过程的准确模拟是确保热应力变形分析可靠性的重要前提,针对不同焊接过程,应采用不同的热输入模式(热源模型)进行计算。

由于高能束流具有能量密度高,加热范围集中及存在小孔效应等特点[1],用于模拟普通熔化焊过程的Gauss热源模型不适于描述这一过程,而较多采用双椭球热源模型进行焊接数值模拟[2]。

由于该热源模型所描述的热流密度分布在椭球形体积内,能够反映出束流沿深度方向对焊件进行加热的特点,因此可以对焊接温度场进行更为准确的模拟。

然而对于功率大小相同的热源,当热流密度分布不同时,计算结果会有很大差异。

双椭球模型的形状参数对其内部热流密度分布有决定性的影响,但在应用时并没有定量化的公式说明应该如何选取形状参数。

焊接新技术-电⼦束焊电⼦束焊⼀、电⼦束焊的基本原理电⼦束焊是⼀种⾼能束流焊接⽅法。

⼀定功率的电⼦束经电⼦透镜聚焦后，其功率密度可以提⾼到106 W/cm2以上，是⽬前已实际应⽤的各种焊接热源之⾸。

电⼦束传送到焊接接头的热量和其熔化⾦属的效果与束流强度、加速电压、焊接速度、电⼦束斑点质量以及被焊材料的热物理性能等因素有密切的关系。

⼆、电⼦束焊的特点1．电⼦束焊的优点（1）电⼦束穿透能⼒强，焊缝深宽⽐⼤。

通常电弧焊的深宽⽐很难超过2：1，⽽电⼦束焊的深宽⽐可达到60：1以上，可⼀次焊透0.1~300mm厚度的不锈钢板。

（2）焊接速度快，热影响区⼩，焊接变形⼩。

电⼦束焊速度⼀般在1m/mm 以上。

电⼦束焊缝热影响区很⼩。

由于热输⼈低，控制了焊接区晶粒长⼤和变形，使焊接接头性能得到改善。

由于焊接变形⼩，对精加⼯的⼯件可⽤作最后连接⼯序，焊后⼯件仍保持⾜够⾼的尺⼨精度。

（3）焊缝纯度⾼，接头质量好。

真空电⼦束焊接不仅可以防⽌熔化⾦属受氢、氧、氮等有害⽓体的污染，⽽且有利于焊缝⾦属的除⽓和净化，因⽽特别适于活泼⾦属的焊接，也常⽤于焊接真空密封元件，焊后元件内部保持在真空状态。

可以通过电⼦束扫描熔池来消除缺陷，提⾼接头质量。

（4）再现性好，⼯艺适应性强。

电⼦束焊的焊接参数可独⽴地在很宽的范围内调节，易于实现机械化、⾃动化控制，重复性、再现性好，提⾼了产品质量的稳定性。

通过控制电⼦束的偏移，可以实现复杂接缝的⾃动焊接；电⼦束在真空中可以传到较远（约500mm）的位置上进⾏焊接，因⽽也可以焊接难以接近部位的接缝。

对焊接结构具有⼴泛的适应性。

（5）可焊材料多。

电⼦束焊不仅能焊接⾦属和异种⾦属材料的接头，也可焊⾮⾦属材料，如陶瓷、⽯英玻璃等。

真空电⼦束焊的真空度⼀般为5×10-4Pa，尤其适合焊接钛及钛合⾦等活性材料。

2．电⼦束焊的缺点：（1）设备⽐较复杂，投资⼤，费⽤较昂贵。

（2）电⼦束焊要求接头位置准确，间隙⼩⽽且均匀，因⽽，焊接前对接头加⼯、装配要求严格。

高能束焊接技术的发展和应用随着制造业的不断发展，高能束焊接技术逐渐成为一种越来越重要的工艺。

高能束焊接技术是一种利用高能量的电子、光子或离子束来完成焊接、切割和表面改性等工艺的技术。

它具有焊接速度快、能量密度高、变形小等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子工业、医疗器械等领域。

高能束焊接技术的发展可以追溯到上世纪五十年代，当时主要应用于核工业领域。

随着国际间高能束技术的研究交流，高能束技术也逐渐得到了广泛的应用和发展。

在航空航天领域，高能束焊接技术可以用来制造航天器发动机、飞行器发动机喷气喉等重要部件。

在船舶制造领域，高能束焊接技术可以大幅缩短船体建造周期，提高船体质量和疲劳寿命。

在汽车制造领域，高能束焊接技术可以用来制造汽车车身和发动机等部件。

在电子工业领域，高能束焊接技术可以用来制造电子元器件、太阳能电池板等产品。

在医疗器械领域，高能束技术可以用来制造医疗器械的金属部件。

高能束技术的原理是利用高能量的电子、光子或离子束来加热和熔化工件表面，在保持焊接部位几乎不变形的同时完成焊接。

高能束焊接技术的能量密度极高，可以达到几千万到几亿焦/毫米，因此可以在很短的时间内完成焊接过程。

高能束焊接技术通常包括电子束焊、激光焊和离子束焊三种。

在这三种方法中，激光焊是应用最广泛的一种方法。

激光焊接可以完成多种材料的焊接，包括金属、塑料、玻璃等。

高能束焊接技术的应用带来了许多好处：首先，高能束焊接技术可以大大缩短制造周期和提高生产效率。

其次，在高能束焊接技术中，焊接区域的热影响区较小，因此可以减少材料的变形。

此外，高能束焊接技术还可以提高焊缝的质量，减少焊接缺陷和气孔等缺陷的产生。

然而，高能束焊接技术也存在一些局限性，例如高能束焊接设备的成本较高，操作难度较大，需要高技能人才进行操作等。

此外，大多数高能束焊接技术对材料的要求较高，材料的种类、大小等要求比较严格。

综上所述，高能束焊接技术是一种极具发展潜力的技术。

焊接方法的分类及应用焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于各个行业。

根据焊接方法的不同，可以将其分为几种不同的分类。

本文将对焊接方法的分类及应用进行详细介绍。

一、按照热源类型分类：1. 火焰焊接：使用火焰燃烧产生的高温来熔化焊缝，常见的火焰焊接包括氧乙炔焊接、氧煤气焊接等。

火焰焊接适用于焊接低熔点金属，如铜、铝等。

2. 电弧焊接：利用电弧的高温熔化金属并形成焊缝的焊接方法。

常见的电弧焊接包括手工电弧焊、氩弧焊、等离子焊等。

电弧焊接适用于焊接各种金属，广泛应用于船舶、桥梁、压力容器等领域。

3. 高能束焊接：利用高能束（如激光束、电子束等）的热量来熔化金属并形成焊缝的焊接方法。

高能束焊接具有热输入小、热影响区小等优点，适用于焊接薄板、精细结构等。

二、按照焊接方式分类：1. 手工焊接：操作简单，适用于小型焊接作业和修补焊。

手工焊接的缺点是生产效率低。

2. 自动焊接：采用机器或设备进行焊接，可以实现连续、高效的生产。

自动焊接适用于大批量生产和重复性的焊接作业。

3. 半自动焊接：结合了手工焊接和自动焊接的特点，既可以减轻劳动强度，又可以保持一定的操作灵活性。

三、按照焊接材料分类：1. 金属焊接：将金属材料进行焊接，如钢材、铝材、铜材等。

金属焊接广泛应用于制造业、建筑业等领域。

2. 塑料焊接：将塑料材料进行焊接，如聚乙烯、聚丙烯等。

塑料焊接广泛应用于塑料制品的制造和维修。

3. 合金焊接：将合金材料进行焊接，如铝合金、镍合金等。

合金焊接常用于航空航天、汽车制造等领域。

四、按照焊接结构分类：1. 对接焊接：将两个相邻的金属零件边缘进行焊接，常见的对接焊接包括横焊接、纵焊接等。

2. 角焊接：将两个呈一定角度的金属零件进行焊接，常见的角焊接包括横角焊接、纵角焊接等。

3. 焊角焊接：将两个呈一定焊角的金属零件进行焊接，常见的焊角焊接包括横焊角焊接、纵焊角焊接等。

以上是对焊接方法的分类及应用的介绍。

不同的焊接方法适用于不同的场景和材料，选择合适的焊接方法能够提高焊接质量和生产效率。

高能束焊接技术的发展和应用高能束焊接技术是一种高效、高精度的焊接方法，它利用高能束作为热源，将工件上的两个或多个金属材料焊接在一起。

随着工业技术的不断发展，高能束焊接技术在航空航天、汽车制造、电子器件制造等领域得到了广泛应用。

本文将就高能束焊接技术的发展历程、工作原理和应用前景进行介绍。

一、高能束焊接技术的发展历程高能束焊接技术的发展可以追溯到20世纪40年代，当时人们开始尝试利用电子束、激光束和等离子束等高能源来进行焊接。

20世纪60年代，随着激光技术的进步，激光束焊接技术逐渐成熟，取得了一系列重要进展。

1970年代，电子束焊接技术也得到了快速发展，成为了航空航天领域、核能工程领域最主要的焊接方法之一。

随着科学技术的不断进步，高能束焊接技术变得更加精确、高效，应用领域也不断扩大。

二、高能束焊接技术的工作原理高能束焊接技术是利用高能束的热源对工件进行加热，使其达到熔化状态，然后将两个或多个工件进行熔汇从而实现焊接。

根据高能束的种类不同，高能束焊接技术又可分为激光束焊接、电子束焊接和等离子束焊接。

激光束焊接是指利用激光器产生的激光束对工件进行加热，通过激光束的高能量密度，将工件表面局部加热至熔化状态，然后使两个或多个工件在熔融态时迅速相互融合，从而完成焊接。

激光束焊接技术由于其高能量密度、热输入小、热影响区小等特点，逐渐成为了航空航天、汽车制造、电子器件制造等领域的主要焊接方法。

电子束焊接则是利用电子发射器产生的电子束对工件进行加热，在高能电子束的作用下，工件表面的金属被迅速加热至熔点，然后实现焊接。

电子束焊接技术由于其高能量密度、焊接速度快等特点，被广泛应用于核能工程、宇航工程、航空制造等高端领域。

等离子束焊接是一种利用等离子束对材料进行加热的焊接方法，通常利用等离子束切割机产生的等离子束对工件进行加热，然后实现焊接。

等离子束焊接技术由于其对材料的热输入小、热影响区小等特点，被广泛应用于微电子器件制造、微细连接技术等领域。

高能束流焊接方法〔一〕激光焊1. 高能焊概念：高能焊接是指以激光束、电子束、等离子体为热源，对金属、非金属材料进行焊接的精细加工工艺。

高能束流焊接的功率密度〔Power Density〕到达105W/cm2以上。

2.高能束流是由单一的电子、光子、电子和离子，或者二种以上的粒子组合而成。

3.激光焊概念：激光焊是高能焊的一种。

是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效而且精密的焊接方法。

它是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量而进行焊接的，聚焦的激光束是指：利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束。

3.激光焊特点：〔1〕功率密度高。

由于激光束的频谱宽度窄，经过会聚后的光斑直径可以小到，功率密度可以到达109W/cm2，可以焊接0.1~ 50mm厚的工件。

〔2〕脉冲激光焊加热时间短、焊点小、热影响区小。

〔3〕激光焊与电子束焊有许多相似之处，但它不需要真空室，不产生X射线，更适合生产中推广应用。

激光焊接已成为高能束焊接技术发展的主流。

缺点是激光焊接一些高反射率的金属还比较困难，另外设备投资大。

〔4〕激光能够反射、透射、能够在空间传播相当长的距离而衰减很小，激光焊能够远距离焊接，或者对难以接近的部位进行焊接，能够透过玻璃等其他透明物体进行焊接。

〔5〕激光不受电磁场的影响。

〔6〕激光的电光转换效率低〔约为0.1 % ~ 0.3 %〕。

工件的加工和组装精度要求高，夹具要求精密，因此焊接成本高。

〔7〕一台激光器可供多个工作台进行不同的工作，既可以用于焊接，又可以用于切割、合金化和热处理，一机多用。

4激光焊接的优点激光焊接具有以下优点：能量密度高，可聚焦，深穿透，高效率，高精度，适应性强等。

5激光焊设备组成激光焊接设备由以下设备组成：工作平台，激光器，光束检测系统，焊接过程检测系统，导光聚焦系统，电脑控制系统6激光器的组成激光器一般由以下这些部件组成：〔1〕激光工作物质：必须是一个具有假设干能级的粒子系统并且具备压稳态能级，使粒子数反转和受激辐射成为可能。

⾼能束焊接总结⾼能束焊接复习总结激光焊接：1.激光的基本特性？（1）激光的单⾊性好。

激光的单⾊性⽐⼀般光要⾼出很多（106倍以上）。

（2）⽅向性好、亮度⾼。

激光输出的光束发散⾓度很⼩（⼩于10-3弧度），光源表⾯的亮度⾼，被照射地⽅的照度⼤。

（3）相⼲性好。

激光的相位在时间上是保持不变的，合成后能形成相位整齐、规则有序的⼤振幅光波。

2.如何评价激光光束的质量？（1）光束传播系数k 、光束衍射极限倍数M 。

20011==K M w λπ??Θ通常K 的取值为0~1，K 或M 2为1，光束质量实际达到衍射极限。

（2）光束参数积（BBP ）。

200M BPP w K λλππ=?Θ==决定激光加⼯使⽤范围。

光束参数积与激光功率决定加⼯范围。

3.激光产⽣相关名次解释？（1）辐射跃迁：粒⼦从外界吸收能量时从低能级跃迁到⾼能级；从⾼能级跃迁到低能级时向外界释放能量。

如果吸收或释放的能量是光能，则称此跃迁为辐射跃迁。

（2）激发：实现粒⼦从低能级向⾼能级的跃迁过程成为激发，⽅式主要以：加热激发、辐射激发、碰撞激发。

（3）⾃发辐射：处于⾼能级的粒⼦⾃发地向低能级跃迁并释放光⼦的过程。

（4）受激辐射：处于⾼能级的粒⼦受到⼀个能量为hv=E2-E1光⼦的作⽤，从E2能级跃迁到E1能级并同时辐射出与⼊射光⼦完全⼀样（频率、相位、传播⽅向、偏振⽅向）的光⼦的过程。

（5）受激吸收：处于低能级的粒⼦受到⼀个能量hv=E2-E1光⼦的作⽤，从E1能级跃迁到E2能级的过程。

PS：⾃发辐射与受激辐射的区别：⼀个是⾃由辐射的过程，光波之间没有固定的关系；另⼀个则是⼊射与辐射的光完全⼀致。

（6）粒⼦数反转：热平衡状态下，处于⾼能级的粒⼦远远少于处于基态的粒⼦数，如果在外界作⽤下打破平衡，使亚稳态能级的粒⼦数⼤于处于低能级的粒⼦数，这种状态称为粒⼦数反转。

（7）激光⼯作物质：凡是可通过激励实现粒⼦数反转的物质都称激光⼯作物质。

（8）泵浦：使⼯作物质在某两个能级之间实现粒⼦数反转的过程称为泵浦或抽运。