浅论激光焊接技术的发展
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激光焊接技术应用及其发展趋势激光焊接技术是一种高效、精确的焊接方法,已经广泛应用于各个行业。
本文将从应用领域和发展趋势两个方面,对激光焊接技术进行分析和探讨。
激光焊接技术的应用领域非常广泛,主要可以分为以下几个方面。
首先是汽车制造领域。
激光焊接技术在汽车钢板、车身焊接等方面具有广泛的应用。
激光焊接不仅可以提高焊接速度和质量,还可以减少焊接变形,提高产品的稳定性和可靠性。
在汽车制造领域,激光焊接技术已经成为主流的焊接方法。
其次是电子电器行业。
随着电子产品的不断发展和更新换代,电子电器行业对于焊接技术的要求也越来越高。
激光焊接技术在电子电器领域可以实现微细焊接,很好地满足了这一需求。
激光焊接可以实现精密的焊点,不仅可以提高产品的可靠性和稳定性,还可以大大减少电子元器件的尺寸和重量。
再次是航空宇航领域。
航空宇航领域对于焊接技术的要求非常严苛,需要同时考虑材料的高强度和轻量化。
激光焊接技术可以实现高质量和高效率的焊接,能够满足航空宇航领域对于焊接的要求。
激光焊接不仅可以焊接各类金属材料,还可以焊接复合材料和非金属材料,因此在航空宇航领域具有广阔的应用前景。
激光焊接技术还在石油化工、医疗器械、光电子等领域得到了广泛应用。
在石油化工领域,激光焊接技术可以实现高强度和高质量的管道焊接,提高设备的可靠性和安全性。
在医疗器械领域,激光焊接技术可以实现微细焊接,用于制造各类医疗器械。
在光电子领域,激光焊接技术可以实现精密的焊接,用于制造光纤器件、激光器等。
首先是实时监测和在线质量控制。
激光焊接技术的焊接速度非常快,很难在焊接过程中进行实时监测和控制。
实时监测和在线质量控制成为了激光焊接技术的发展方向。
通过采用先进的光学传感技术,可以实时监测焊接过程中的温度、焊缝形貌等参数,及时调整焊接参数,确保焊接质量。
其次是多波长激光焊接技术。
由于不同材料对于激光的吸收特性不同,单一波长的激光焊接技术难以对不同材料进行有效焊接。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究激光焊接技术是近年来发展迅猛的一种金属材料连接技术,具有高效、高精度、无污染等优点,广泛应用于汽车、航天、电子、化工等领域。
文章将从研究现状和发展趋势两方面进行探究。
一、研究现状1. 激光焊接技术的应用范围不断扩大。
目前,激光焊接技术已经广泛应用于汽车制造、电子电气、工程机械、石油化工等领域,并在航空、航天、国防等高端领域得到了广泛的应用。
2. 激光功率不断提高。
激光功率是影响激光焊接技术的主要因素之一,目前激光功率已经从原来的几百瓦提高到了几千瓦,以满足不同领域对焊接深度和速度的要求。
3. 激光脉冲宽度控制技术不断完善。
激光脉冲宽度是影响激光焊接技术的另一项关键因素。
随着激光脉冲宽度控制技术的不断提高,激光焊接技术的稳定性和精度得到了极大提高。
4. 激光焊缝的质量得到了显著提升。
随着激光焊接技术的不断发展,焊缝质量得到了极大提升。
现在的激光焊接技术已经能够实现低热影响区、小变形、高连接强度等优点。
二、发展趋势1. 激光焊接技术将向高功率和高频率发展。
随着激光功率不断提高,激光焊接技术将向高功率和高频率发展,以应对越来越复杂的焊接需求。
2. 激光焊接技术将更加智能化。
随着人工智能技术的不断提高,激光焊接技术将更加智能化,实现更高效、更精准的焊接操作。
3. 激光焊接技术将向多模式发展。
多模式激光器可以同时发射多个波长的激光,实现多种焊接模式切换,提高焊接效率和质量。
4. 激光检测技术将与激光焊接技术紧密结合。
激光检测技术可以对焊接缺陷、裂纹等进行检测和分析,提高焊接质量和工艺优化。
综上所述,激光焊接技术在不断发展中,应用领域不断拓展,同时也涌现出了一系列新技术和新方向。
未来,激光焊接技术将更加智能化、高效化,进一步满足市场需求。
2024年激光焊接技术市场发展现状引言激光焊接技术是一种利用激光束对金属材料进行精细焊接的技术。
由于其高精度、高效率和无需物理接触等优点,激光焊接技术在制造业中扮演着重要角色。
本文将对激光焊接技术市场的发展现状进行分析和探讨。
市场概况激光焊接技术市场目前呈现出快速增长的态势。
据统计数据显示,全球激光焊接技术市场规模在过去几年里保持了持续增长,预计未来几年内市场规模将进一步扩大。
这主要归因于激光焊接技术在汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械等领域的日益广泛应用。
发展趋势1. 自动化程度提高近年来,随着制造业向智能化、自动化方向发展,激光焊接技术也在不断向自动化程度更高的方向发展。
自动化激光焊接系统的出现使得生产效率大幅提升,同时降低了人工成本和减少了人为误差。
2. 激光焊接技术与机器人技术的结合机器人技术的快速发展也为激光焊接技术的进一步应用提供了巨大机遇。
激光焊接技术与机器人技术的结合可以实现更高级别的自动化和精密焊接操作。
在汽车制造和航空航天领域,机器人激光焊接系统已经广泛应用,提升了生产效率和产品质量。
3. 激光焊接技术的多功能化激光焊接技术不仅可以用于传统金属材料的焊接,还可以应用于其他领域,如塑料焊接、电子元器件焊接等。
通过与不同领域的技术结合,激光焊接技术的适用范围得到了扩大,为市场的发展提供了更多机会。
4. 能源效率的提高传统焊接技术存在能源浪费和环境污染等问题,而激光焊接技术具有高能源转化效率和低能源消耗的特点。
随着环保的日益重视,激光焊接技术的能源效率优势将成为推动其市场发展的重要因素之一。
市场挑战尽管激光焊接技术市场发展前景广阔,但也面临一些挑战。
1. 价格因素限制激光焊接技术设备相对传统焊接设备而言价格较高,因此在初期投资上存在一定难度。
这使得中小型企业难以承担相关设备的成本,限制了其广泛应用。
2. 技术门槛较高激光焊接技术需要经过专业培训和技术熟悉才能正确操作。
由于技术门槛较高,一些中小企业可能面临人才不足的问题。
激光焊接技术应用及其发展趋势激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法,广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械等领域。
本文将从激光焊接技术的基本原理、应用领域以及发展趋势等方面进行探讨。
一、激光焊接技术的基本原理激光焊接技术是利用高能激光束对焊接材料进行加热,使其熔化并在熔融池表面形成一定形状的焊缝。
激光焊接技术主要包括传统激光焊接和激光深熔焊接两种形式。
传统激光焊接是指在激光束作用下,焊接材料表面快速升温至熔化温度并与激光束同步移动,形成一定形状的焊缝。
这种焊接方式适用于薄板材料的焊接,具有高速、高效、高质量的特点。
激光深熔焊接是利用高功率密度的激光束对焊缝进行加热,使焊接材料瞬间融化并形成深熔池,进而实现对厚板材料的焊接。
这种焊接方式具有较高的焊接速度和焊接深度,能够实现对厚板材料的高速、高效焊接。
二、激光焊接技术的应用领域1. 汽车制造激光焊接技术在汽车制造领域得到广泛应用,可以实现对汽车车身和构件的高速、高质量焊接。
汽车车身零部件、底盘、门板等都可以通过激光焊接技术进行焊接,提高了汽车的密封性和结构强度,同时降低了成本和生产周期。
2. 航空航天航空航天领域对材料的要求非常严苛,要求焊接过程对材料的影响尽可能小。
激光焊接技术在航空航天领域得到了广泛应用,可以实现对高强度、高温合金材料的高质量焊接,提高了零部件的耐热性和抗拉强度。
3. 电子设备在电子设备制造领域,激光焊接技术可以实现对微小尺寸的零部件进行精密焊接,如电路板、导线等。
激光焊接技术可实现高速、高精度的焊接,可以提高电子设备的生产效率和产品质量。
4. 医疗器械在医疗器械制造领域,要求对焊接材料的影响尽可能小,激光焊接技术可以实现对医疗器械的精密焊接,提高了产品的密封性和耐腐蚀性,符合医疗器械的卫生标准。
三、激光焊接技术的发展趋势1. 多功能化未来激光焊接技术将朝着多功能化方向发展,即在一台设备中集成多种功能,如成型、切割、打孔等。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究1. 引言1.1 激光焊接技术的定义激光焊接技术是一种利用激光束将热能集中到焊接点进行熔化并连接材料的先进焊接方法。
通过激光束高能量密度和高束质量,可以实现快速、高效、精确的焊接过程。
激光焊接技术在金属、塑料、陶瓷等材料的连接中广泛应用,具有焊缝小、热影响区少、变形小等优点。
随着激光技术的不断进步和发展,激光焊接技术已成为现代制造业中一种重要的焊接方法,被广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域。
激光焊接技术的发展为加工技术的进步和产品质量的提高提供了重要支持,是当前研究和发展的热点之一。
1.2 激光焊接技术的重要性1.提高生产效率:激光焊接技术具有快速焊接速度、操作简便等特点,可以大幅提高生产效率,节约人力、时间和成本。
2.提高焊接质量:激光焊接技术能够实现高精度的焊接,焊缝质量好,可以避免气孔、裂纹等焊接缺陷,确保焊接连接的牢固性和稳定性。
3.拓展适用范围:激光焊接技术可以应用于各种金属材料的焊接,包括高熔点金属和难焊材料,具有很强的适用性和通用性。
4.降低能源消耗:相比传统焊接方法,激光焊接技术采用光能作为热源,能量利用效率高,节能环保,有利于减少对环境的影响。
激光焊接技术在制造业中的重要性不容忽视,其在提高生产效率、提高焊接质量、拓展适用范围和降低能源消耗等方面的优势,使其成为现代工业领域中备受重视的焊接技术之一。
2. 正文2.1 激光焊接技术的研究现状1. 激光焊接技术的发展历程:激光焊接技术自20世纪70年代开始逐渐发展,并在各个领域得到广泛应用。
随着激光技术和光学技术的不断进步,激光焊接技术的研究也得到了快速发展。
2. 激光焊接技术的研究热点:当前的研究主要集中在提高焊接质量和效率、拓展适用范围、降低成本和提高稳定性等方面。
利用不同波长的激光进行焊接,探索新的焊接材料、优化焊接参数等。
3. 激光焊接技术的现有问题:虽然激光焊接技术在许多领域取得了成功,但仍然存在一些问题,如焊接过程中容易产生气孔、热裂纹等缺陷,需要进一步研究和解决。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法,近年来得到了广泛的应用和发展。
本文将探究激光焊接技术的研究现状和发展趋势,分析其在各个领域的应用以及未来的发展方向。
一、激光焊接技术的研究现状1. 激光焊接工艺激光焊接是利用激光束对材料进行加热,从而使材料表面产生熔化,并将熔化池与受热区域形成牢固的结合。
激光焊接工艺主要包括传统激光焊接、深层激光焊接、激光-激光混合焊接、激光-煤炭混合焊接等多种方式,每种方式都有其适用的具体情况。
2. 激光焊接设备激光焊接设备包括激光发生器、激光传输系统和焊接装置等部分。
目前,市场上主要有固体激光器、液体激光器和气体激光器等多种类型的激光器可供选择,其中固体激光器因其高功率、高能量密度和高效率等优势,逐渐成为主流。
3. 激光焊接材料激光焊接可适用于多种材料,包括金属材料、合金材料、塑料材料等。
而随着激光焊接设备和工艺的不断改进,其在特殊材料、复合材料和高温材料等方面的应用也逐渐增多。
4. 激光焊接检测技术激光焊接后的焊缝质量直接影响着工件的使用性能,因此激光焊接检测技术成为焊接过程中不可或缺的一部分。
目前,主要的检测技术包括激光扫描显微镜检测、红外热像仪检测、超声波检测和X射线检测等多种方式。
5. 激光焊接应用领域激光焊接技术已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械、管道制造等领域。
在汽车制造中,激光焊接可以实现车身零部件的高效焊接,提高生产效率,减少成本。
6. 激光焊接的优势与传统焊接方法相比,激光焊接具有焊缝小、变形小、热影响区小、焊接速度快、热影响深度浅等特点。
激光焊接在一些对焊接质量要求高、对材料变形敏感的领域有着明显的优势。
1. 激光焊接设备的技术升级随着激光技术的不断发展,激光焊接设备的性能将不断提升。
固体激光器的输出能量和能量密度将不断增加,激光束质量和稳定性将得到进一步提高,激光束调控技术也将更加精密。
2. 激光焊接工艺的创新针对不同的焊接需求,激光焊接技术将不断进行工艺创新。
2024年激光焊接技术市场前景分析激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法,其市场前景非常广阔。
本文将对激光焊接技术市场前景进行分析。
1. 激光焊接技术发展现状激光焊接技术已经取得了显著的进展,在各个领域都得到了广泛的应用。
目前,激光焊接技术已在汽车制造、航空航天、电子设备等行业得到了广泛应用,并取得了显著的成果。
随着激光技术的不断进步以及对高质量焊接需求的增加,激光焊接技术有望进一步拓展应用领域。
2. 激光焊接技术市场需求分析随着传统焊接技术在某些特定应用中的局限性得到认识,市场对激光焊接技术的需求不断增加。
激光焊接技术的高精度、高效率、无污染等特点使其成为市场上广受欢迎的焊接解决方案。
根据市场调研数据显示,激光焊接技术市场需求在不同行业中呈现出稳定增长的态势。
2.1 汽车制造行业汽车制造是激光焊接技术的重要应用领域之一。
激光焊接技术不仅可以提高汽车制造过程的效率,同时还可提高产品的质量和可靠性。
激光焊接技术可以实现底盘、车身、发动机等重要零部件的高强度连接,从而提升整车的安全性和性能。
汽车行业的快速发展带动了激光焊接技术的需求增长,预计未来将有更多的汽车制造企业采用激光焊接技术。
2.2 航空航天行业航空航天行业对焊接技术的要求非常严格,需要焊接接头强度高、无缺陷,并满足轻量化要求。
激光焊接技术具有非常高的精度和控制能力,可以满足航空航天行业对焊接质量的要求。
随着全球航空航天市场的不断扩大,激光焊接技术在航空航天行业的应用前景非常广阔。
2.3 电子设备行业电子设备行业对焊接技术的需求也在不断增加。
随着电子设备的小型化和高集成度要求,传统焊接方法往往无法满足需求。
激光焊接技术可以实现微小焊点的精确连接,且不会对焊点周边造成热影响。
这使得激光焊接技术成为电子设备行业首选的焊接方法。
3. 激光焊接技术市场竞争分析目前,激光焊接技术市场竞争比较激烈。
国内外很多企业都在研发和应用激光焊接技术,形成了较为成熟的市场竞争格局。
激光焊接技术现状及展望研究激光焊接技术是一种高新技术,它以激光为能量源,通过激光束对工件表面进行短暂加热,实现材料的熔接。
激光焊接技术具有焊接速度快、熔深大、热影响区小、操作灵活等优点,近年来在各种工业领域得到了广泛应用。
本文将对激光焊接技术的现状及发展前景进行研究。
一、激光焊接技术的现状1.激光焊接技术的发展历程20世纪60年代初期,激光技术作为新兴技术开始被人们重视,随着激光技术的不断发展,激光焊接技术也逐渐崭露头角。
最早的激光焊接技术是利用CO2激光进行的,由于其功率较大,适用于厚板材的焊接。
随着Nd:YAG激光器的问世,激光焊接技术迎来了一次飞跃式的发展,由于其光束质量好、光斑尺寸小、可调谐性强等特点,使得激光焊接技术得到了广泛的应用。
2.激光焊接技术的应用领域激光焊接技术已经被广泛应用于汽车制造、航空航天、船舶制造、电子设备、通讯设备、医疗器械等行业。
在汽车制造业中,激光焊接技术已经成为汽车车身和零部件的首选焊接方式,其焊接速度快、质量好、热影响区小等优势使得汽车制造成本得到了大幅度的降低。
在航空航天领域,激光焊接技术可以实现对高强度、耐高温合金材料的焊接,大大提高了飞机的结构强度和安全性。
3.激光焊接技术的发展趋势随着激光技术的不断发展,激光器的功率不断提高,光束质量不断改善,激光焊接技术已经可以应用于更多的材料和更多的工艺领域。
未来,激光焊接技术将会继续向着高功率、高速度、智能化、自动化、柔性化等方向发展,成为制造业的重要焊接工艺。
2.激光焊接技术的挑战与机遇激光焊接技术发展面临着一些挑战,包括激光器的功率提升、光束质量的改善、焊接过程的稳定性等问题。
这些挑战也同时带来了机遇,随着新材料的不断涌现,新工艺的不断探索,激光焊接技术将会迎来更多的发展机遇。
3.激光焊接技术在新材料焊接领域的应用随着新材料的不断涌现,如高强度钢、镍基高温合金、镁合金等材料的应用,传统的焊接工艺已经无法满足这些材料的焊接需求,而激光焊接技术具有快速、熔深大、热影响区小等优势,可以很好地满足对这些新材料的焊接需求。
激光焊接技术应用及其发展趋势激光焊接技术是一种高能量密度焊接技术,是将激光束聚焦在焊缝上,通过熔化和凝固来实现焊接的一种方法。
激光焊接技术具有高速度、高质量、高灵活性等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备、医疗器械等行业。
本文将介绍激光焊接技术的应用及其发展趋势。
一、激光焊接技术的应用领域1.航空航天领域航空航天领域对焊接材料的质量要求非常高,激光焊接技术的高能量密度可以实现深度焊接,并减少热影响区域,从而实现高质量的焊接。
激光焊接技术广泛应用于飞机发动机、航天器结构件等领域。
2.汽车制造领域汽车制造领域对焊接的要求也非常苛刻,激光焊接技术可以实现高速度焊接,提高生产效率,同时由于激光束的小尺寸和高能量密度,可以实现对焊接部位的精确控制,提高焊接质量,减少焊接变形。
3.电子设备领域激光焊接技术在电子设备领域的应用主要是焊接微小器件和电路板。
激光焊接技术可以实现对微小器件的定位焊接,提高焊接精度。
并且由于激光焊接技术不接触焊接材料,可以避免对电子元器件的损伤,提高产品的可靠性。
4.医疗器械领域激光焊接技术在医疗器械领域应用广泛,如激光焊接人造关节、激光焊接医用钛合金等。
激光焊接技术可以实现对材料的精确加热,避免对材料的过热和氧化,保证焊接质量,提高产品的可靠性。
1.高功率激光焊接技术随着高功率激光器的发展,激光焊接技术的焊接速度和焊缝深度将进一步提高。
高功率激光焊接技术可以实现对厚板和三维结构的快速焊接,提高生产效率。
2.多轴联动激光焊接技术多轴联动激光焊接技术可以实现对三维曲面的焊接,提高焊接质量。
该技术将多个激光源进行联动控制,实现对复杂结构的焊接,广泛应用于汽车制造、船舶制造等行业。
3.光纤激光焊接技术光纤激光器具有体积小、灵活性高、可移动性强等优点。
光纤激光焊接技术可以实现对微小焊接部位的精确加热,广泛应用于电子设备、微电子器件等领域。
4.智能化激光焊接技术随着人工智能技术的发展,激光焊接技术也逐渐实现智能化。
激光焊接技术的应用及发展激光焊接技术是一种利用激光束加热材料来完成焊接过程的高精度焊接技术。
它具有高效、快速、无损、精确等优点,已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子电器、金属加工等领域。
随着科技的不断进步和人们对产品质量要求的提升,激光焊接技术也在不断发展。
激光焊接技术的应用范围非常广泛。
在汽车制造领域,激光焊接可以用于车身焊接、发动机焊接、轮毂焊接等,提高了汽车的结构强度和整体质量。
在航空航天领域,激光焊接可以用于航空发动机部件、燃烧室、涡轮叶片等的焊接,提高了零部件的耐高温性能和结构强度。
在电子电器领域,激光焊接可以用于电子元器件的焊接,确保焊接点的稳定性和可靠性。
在金属加工领域,激光焊接可以用于金属板材的拼接焊接,提高了工件的精确度和焊接强度。
激光焊接技术的发展也呈现出三个主要趋势。
首先,激光焊接设备的性能不断提升,如激光功率的增加、脉冲宽度的减小、光斑质量的改善等,使得激光焊接技术能够应用于更多领域。
其次,激光焊接技术正向微小化、集成化发展,如激光焊接头的微型化、激光焊接机器人的智能化等,提高了焊接的精确度和效率。
最后,激光焊接技术正与其他相关技术结合,如激光-电弧复合焊接技术、激光-电阻焊接技术等,进一步扩大了激光焊接技术的应用范围。
然而,激光焊接技术仍然存在一些挑战和限制。
首先,激光设备的成本较高,导致激光焊接技术在一些领域的应用受到限制。
其次,激光焊接过程对操作人员的要求较高,需要专业的技术人员进行操作和维护,增加了工作的复杂性和难度。
此外,一些特殊材料的焊接,如高反射性材料和高导热性材料的焊接,仍然存在着一定的难度和技术挑战。
总之,激光焊接技术的应用广泛且前景广阔,它具有高效、快速、无损、精确等优点,已经成为现代工业生产中不可或缺的焊接技术之一、虽然激光焊接技术在应用中仍面临一些挑战和限制,但随着科技的不断进步,相信这些问题都可以得到解决,激光焊接技术将会发展得更加成熟和完善。
浅论激光焊接技术及其发展
焊接是金属工艺学中十分重要的一种加工工艺,它通过加热、加压使工件产生原子间的结合,可以先制成简单的坯料然后用装配焊接的方法拼小成大,这是其他工艺难以做到的。
传统的焊接方法中普遍使用的是电弧焊,但随着技术的进步,我们逐步发展出各种更加优越的焊接方法,激光焊接就是其中之一。
1.激光焊接概述
顾名思义,激光焊接就是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的能量进行熔焊的方法。
激光是指利用原子受激辐射原理使物质受激产生波长均一、方向一致、强度很高的光束。
由于其方向性好以及能量密度高,因此被成功应用于均属材料的焊接。
早在1962年和1963年就已经有关于激光焊接应用的报道。
激光焊接基本原理是:将激光通过聚焦系统可聚焦到十分微小的焦点上,当调焦到工件接缝时,光能转换为热能,使金属熔化形成焊接接头。
目前焊接所应用的激光器主要有固体和气体介质两种,固体激光器常用的激光材料是红宝石(用于激光脉冲点焊),气体则为CO₂(用于连续激光焊接)。
在70年代以前,由于高功率连续波激光器尚未开发出来,所以研究重点集中在脉冲激光焊接,目前也已得到广泛的运用。
2.激光焊接模式
激光焊接可分为热传导焊和深熔焊,。
热传导焊的热量通过热传递向工件内部扩散,只在焊缝表面产生熔化现象,工件内部没有完全熔透,基本不产生汽化现象,多用于低速薄壁材料的焊接。
J.F.Ready在1971年曾指出激光焊接与电子束焊接的显著区别在于激光辐射不能产生穿透(小孔)焊接方式,但现在这是可行的,只需激光束焦点的能量密度达到1MW/cm2,深熔焊由此诞生,它不但完全熔透材料,还使材料汽化,形成大量等离子体,由于热量较大,熔池前端会出现匙孔现象。
深熔焊能够彻底焊透工件,且输入能量大、焊接速度快,是目前使用最广泛的激光焊接模式。
3.激光焊接特点
作为一种新兴的技术,激光焊接拥有许多优点:
(1)激光辐射能量释放极其迅速,焊接过程只有几毫秒。
这不仅提高了生产率,而且被焊材料不易被氧化,不需要气体保护或者真空环境。
(2)激光焊接能量密度高、热量集中、作用时间短。
这使焊接热影响区极小,工件不变形,适用于热敏感材料的焊接。
(3)激光束可以用反射镜或偏转棱镜将其在任何方向上弯曲或聚焦,可以用光导纤维引到难以接近的部位,也可以用透明材料壁进行聚焦。
这使激光焊接可以接近一般焊接方法难以接近的焊点。
但这并不意味着这是激光焊接在目前是一项尽善尽美的技术,它还包含着许多的不足,比如:激光器及焊接系统各配件的价格较为昂贵,因此初期投资及维护成本比传统焊接工艺高,经济效益较差。
由于固体材料对激光的吸收率较低,特别是在出现等离子体后(等离子体对激光具有吸收作用) ,因此激光焊接的转化效率普遍较低。
由于激光焊接的聚焦光斑较小,对工件接头的装备精度要求较高,很小的装备偏差就会产生较大的加工误差。
4.激光焊接发展
首先要说的是激光器的发展。
现有的激光器多以CO2激光器、YAG激光器和半导体激光器为主,特别是CO2激光器和Nd:YAG激光器,由于研发较早,技术较完善,在各领域
的应用已经相当广泛。
其中,CO2激光器属于气体激光器,其激光活性介质是碳酸气、氮气、氦气等的混合气体,发射光的波长为10.6 μm,一般以连续方式工作,电-光转化效率为10%~30%,其输出功率一般为0.5~50 kW;Nd:YAG激光器属于固体激光器,其激光活性介质是掺有钕(Nd) 的钇-铝-石榴石( YAG) 晶体,发射光的波长为1.06 μm,可以用脉冲和连续2种方式输出,电-光转化效率为3%~10%,其输出功率主要为0.1~5 kW。
虽然Nd:YAG 激光器的输出功率和电-光转化效率比CO2激光器低得多,但由于其发射光波长较短,材料对其光束的吸收率较高,对高反射率的材料( 如铝合金与铜合金等) 具有较好的焊接效果,特别是Nd:YAG激光器可以采用光纤进行传输,能够与机器人加工系统很好匹配,有利于实现远程控制和自动化生产,因此在激光焊接中占有重要的地位。
至于技术方面就简单说一说已经比较成熟的激光-电弧复合焊接。
早在上世纪70年代末,英国伦敦帝国大学的Steen就提出了这个概念。
复合焊接的工作原理是:将电弧焊接和激光焊接同时施加于工件上,使整个焊接过程既具有激光焊接高能束的优点,又有电弧焊接适用性强的优势。
首先,电弧焊接的引入,能够稀释激光焊接产生的等离子体,提高激光能量的传输效率;其次,电弧能对母材进行预热,提高材料对激光的吸收率,避免了材料对大功率激光器的依赖,降低了设备成本;而且,激光熔化金属时所带来的大量自由电子,能降低电弧通道的电阻,提高电弧的能量利用率,改善焊接速度和焊接质量;最后,电弧焊接对工件的熔合宽度大,弥补了激光对焊缝间隙要求严格的不足,使得激光- 电弧复合焊接成为一种高效、节能、经济的焊接技术。
随着激光技术的发展和产品加工的需要,激光- 电弧复合焊接已经进入了工业应用阶段。
激光焊接技术的发展历经了从固体受激物质到气体受激物质再到固体受激物质、由脉冲激光焊接到连续激光焊接、低功率到高功率、薄板到厚件、低速到高速、低频到高频及低效到高效的历史。
这项工艺具有许多独特的优势,优异的性能使其能够方便地应用于许多领域,并日益受到人们的关注。
我认为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,而随着激光焊接技术在各加工领域的逐步推广和普及,激光焊接成为未来焊接技术的主要方式也已是不可逆转的趋势。
过程装备与控制工程1302班3130102513 褚一博。