激光焊接

激光焊接（精选8篇）

1.激光焊接 篇一

高能束焊接论文

先进激光焊接与电子束焊接技术发展及其应用

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先进激光焊接与电子束焊接技术发展及其应用

摘要:介绍激光焊接与电子束焊接技术的发展历史，阐明这两种焊接的发展与应用现状及未来的发展前景，论述这两种焊接工艺的特点及需进一步研究与探讨的问题，将激光焊接(LBW)与电子束焊接(EBW)进行分析，指出这两种焊接工艺的优势所在及其存在的问题。

关键词：激光焊接 电子束焊接 发展与应用

前言

焊接，作为现代重要的加工技术之一，自1882年出现碳孤焊开始，迄今己经历了100多年的发展历程，为了适应工业发展及技术进步的需要，先后产生了埋弧焊、电阻焊、电渣 悍及各种气体保护焊等一系列新的焊接方法。进入20世纪50年代后，随着焊接新工艺和新能源的开发研究，等离子弧切割与焊接、真空电子束焊接及激光焊接等高能束技术也陆续应用到各工业部门，使焊接技术达到了一个新的水平。特别是近年来，各种尖端工业的发展需求，不断提出了具有特殊性能材料的焊接问题，如高强钢、超高强钢、特种耐热耐腐蚀钢、高强不锈钢、特种合金及金属间化合物、复合材料、难熔金属及异种材料焊接等等。激光焊接技术与其它熔化焊相比独具的深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化等优点。电子束焊接具有其它熔焊方法难以比拟的优势和特殊功能:其焊接能量密度极高，容易实现金属材料的深熔透焊接、焊缝窄、深宽比大、焊缝热影响区小、焊接残余变形小、焊接工艺参数容易精确控制、重复性和稳定性好等。这两个焊接方法在各种加工制造业中得到了高度重视。激光焊接技术

激光焊接是一种新型的熔化焊接方式，是利用原子受激辐射的原理，使工作物质(激光材料)受激而产生的一种单色性好、方向性强、强度很高的激光束。聚焦后的激光束最高能量密度可达1013w/cm²，在千分之几秒甚至更短时间内将光能转换成热能，温度可达一万摄氏度以上，利用这种高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池，从而达到焊接的目的。激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。

激光焊接中应用的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(钦)是一种稀土族元素，YAG代表忆铝拓榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd: YAG激光器波长为1.06mm，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。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10.6mm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。1.1激光焊接的种类

激光焊接分为脉冲激光焊接和连续激光焊接两大类。脉冲激光焊特别适用于对电子工业和仪表工业微形件的焊接，可以实现薄片(0.2mm以上)、薄膜(几微米到几十微米)、丝与丝(直径0.02—2mm)、密封缝焊和异种金属、异种材料的焊接，如集成电路外引线和内引线(硅片上蒸镀有的铝膜和厚铝箔间)的焊接，微波器件中速调管的担片和钥片的焊接，零点几毫米不锈钢、铜、镍、担等金属丝的对接、重迭、十字接、T字接，密封性微型继电器、石英晶体器件外壳和航空仪表零件的焊接等。连续激光焊接主要使用CO2大功率气体激光器，适合于从薄板精密焊到50mm厚板深穿入焊的各种焊接。

1.2激光焊接的特点

激光焊接与传统的熔焊工艺相比，具有的优势主要集中在以下几个方面:(1)能量密度大且放出极其迅速，在高速加工中能避免热损伤和焊接变形，可进行精密零件、热敏感性材料加工。

(2)被焊材料不易氧化，可以在大气中焊接，不需要气体保护或真空环境。

(3)激光可对绝缘材料直接焊接，对异种金属材料焊接比较容易，甚至能把金属与非金属焊接在一起。

(4)激光焊接装置不需要与被焊接工件接触。激光束可用反射镜或偏转棱镜将其在任何方向上弯曲或聚焦，还可用光导纤维将其引到难以接近的部位进行焊接。激光还可以穿过透明材料进行聚焦，因此可以焊接一般方法难以接近的接头或无法安置的接焊点，如真空管中电极的焊接。

(5)激光束不会带来任何磨损，且能长时间稳定工作。激光焊接的不足主要表现在以下两点:(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寸小，焊缝窄。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。

(2)激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资比较大。2激光焊接在加工生产中的应用

激光焊接最主要的应用领域是汽车、航空航天、船舶等加工中的焊接制造。以汽车制造为例，激光焊接己实现规模化，并且己出现了相关的自动生产线和焊接机器人。据有关资料统计，在欧美发达工业国家中，有50%—70%的汽车零部件是用激光加工来完成的。其中主要以激光焊接和激光切割为主，激光焊接在汽车工业中己成为标准工艺。我国汽车工业界也开始重视这种先进的焊接技术，如率先使用激光焊接技术的上海大众，新近上市的多功能轿车的车身上，使用激光焊接技术的总长度达到41米。汽车工业中，激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。

激光用于车身面板的焊接可将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起，然后再进行冲压，这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。由于很少变形，也省去了二次加工。激光焊接加速了用车身冲压零件代替锻造零件的进程。采用激光焊接，可以减少搭接宽度和一些加强部件，还可以压缩车身结构件本身的体积。仅此一项车身的重量可减少50kg左右。而且激光焊接技术能保证焊点连接达到分子层面的接合，有效提高了车身的刚度和碰撞安全性，同时有效降低了车内噪声。

激光拼焊是在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造，例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好处。而激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，传统焊接方法的电阻点焊己经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术，工件连接之间的接合面宽度可以减少，既降低了板材使用量也提高了车体的刚度，目前己经被世界上部分生产高档轿车的大汽车制造商和领先的配件供应商所采用。

飞机制造中，它主要应用于飞机大蒙皮的拼接以及蒙皮与长析的焊接，以保证气动面的外形公差。另外在机身附件的装配中也大量使用了激光束焊接技术，如腹鳍和襟翼的翼盒，结构不再是应用内肋条骨架支撑结构和外加蒙皮完成，而是应用了先进的饭金成形技术后，采用激光焊接技术在三维空间完成焊接拼合，不仅产品质量好，生产效率高，而且工艺再现性好，减重效果明显。

珠宝首饰行业中，激光焊接可满足美观性及不同材质间焊接，己被广泛用于金银首饰补孔、点焊砂眼、焊镶口等。

激光焊接中的熔覆技术己成为模具修补的主要技术，航空业界用此技术进行航空发动机Ni基涡轮叶片耐热、耐磨层的修复。激光熔覆与其它表面改性方法相比，加热速度快、热输入少，变形极小，结合强度高，稀释率低，改性层厚度可精确控制，定域性好、可达性好、生产效率高。

其它诸如手机电池、电子元件、传感器、钟表、精密机械、通信等行业都己引入了激光焊接技术。

激光焊接由于设备投入较高，目前只是在高附加值的领域里应用较多，即使在这些领域里，激光焊接长期以来也并没有被充分利用。不过随着新的激光焊接技术和设备的研发，激光焊接正在逐渐挤进长期以来一直被传统焊接技术所占据的“领地”。3激光焊接技术的发展前景与面临的挑战

目前，在激光焊接技术研究与应用方面处于世界领先水平的国家有德国、日本、瑞士和美国等国。横流连续CO2激光加工设备的输出功率可达20kW，脉冲Nd: YAG激光器的最大平均输出功率也己达到4kW，并且实现了纳秒级的脉冲宽度。激光焊接能够实现的材料厚度最大己达80mm，最小为0.05mm，大部分材料的激光焊接质量均超过传统焊接工艺。激光焊接技术正朝着低成本、高质量的方向发展，具有很大的发展潜力和发展前景。可以预料，激光焊接工艺将逐步占据焊接领域的主要位置，并取代一些传统落后的焊接方法。

激光焊接技术在迅猛发展的同时，也面临着一些新的课题，其中包括:高功率低模式激光器的开发及在焊接中的应用;纳秒级短脉冲高峰值功率激光焊接过程中激光与材料的作用机制;超薄板材激光焊接工艺的优化与接头性能的检测;激光焊接时声、光、电信号的反馈控制;激光焊接过程中等离子体的产生对焊接质量的影响等等。激光焊接技术面临的这些新的挑战，有待于从事激光焊接的研究人员进行深入的探讨，同时，这些新问题的提出也预示着激光焊接技术正向着更加深化的方向发展。4电子束焊接方法

电子束焊接(EBW)是利用电子枪中阴极所产生的电子在阴阳极间的高压(25—300KV)加速电场作用下被拉出，并加速到很高的速度(0.3—0.7倍光速)，经一级或二级磁透镜聚焦后，形成密集的高速电子流，当其撞击在工件接缝处时，其动能转换为热能，使材料迅速熔化而达到焊接的目的。其实，高速电子在金属中的穿透能力非常弱，如在100KV加速电压下仅能穿透0.025mm。但电子束焊接中之所以能一次焊透甚至达数百毫米，这是因为焊接过程中一部分材料迅速蒸发，其气流强大的反作用力将熔融的底面金属液体向四周排开，露出新的底面，电子束继续作用，过程连续不断进行，最后形成一深而窄的焊缝。4.1电子束焊接的特征

由于高能量密度的电子束流集中作用的结果，使得电子束焊接熔池“小孔”形成机理与其他熔化焊有所不同。根据真空度的不同，电子束焊接可分为高真空焊接、低真空焊接和非真空焊接三种。电子束焊接过程是，高压加速装置形成的高功率电子束流，通过磁透镜会聚，492得到很小的焦点(其功率密度可达10—10W/cm)，轰击置于真空或非真空的焊件时，电子的动能迅速转变为热能，熔化金属，实现金属焊接的目的。电子束焊接的特点可概括如下:（1）电子束斑点直径小，加热功率密度大，焊接速度快，焊缝宽度狭窄，热影响区小，特别适宜于精密焊接和微型焊接;（2）可获得深宽比大的焊缝，焊接厚件时可以不开坡口一次成形;（3）多数构件是在真空条件下焊接，焊缝纯洁度局;（4）规范参数易于调节，工艺适应性强。焊接工艺参数的重复性和再现性好;（5）适于焊接多种金属材料;（6）焊接热输入低，焊接热变形小。当然电子束焊接方法也有一些不足，如:(1)电子束焊机结构复杂，控制设备精度高，所需费用高;（2）冷却过程中快速凝固，引起焊接缺陷，如气孔、焊接脆性等;（3）工件大小受真空室尺寸的限制，每次装卸工件要求重新抽真空。5电子束焊接在工业上的应用

电子束焊接正广泛应用于各种构件，如结构钢、Ti合金、Al合金、厚大截面的不锈钢和异种材料的焊接。近年来，在对各种材料电子束焊接可焊性和接头性能研究方面均获得了可喜的进展。在焊接大厚件方面，电子束一直具有得天独厚的优势。特别是在能源、重工业及航空工业中发展迅速。如在核工业大型核反应堆环形真空槽和线圈隔板的电子束焊接中，其最大焊接深度达150 mm,电子束焊接发挥其深熔焊的特点可一次焊透厚达150-200mm的钢板，且焊后不再加工就可投入使用。又如在日本PWR蒸汽发电机的安装和改造中采用的就是电子束焊接，他们采用无缺陷的焊接程序和步骤，成功地实现了不锈钢厚板的电子束焊接。

一直以来，电子束焊接在航空、航天工业中的应用居多，主要应用于飞机重要承力件和发动机转子部件的焊接上。例如，在美国近年发展的F-22战斗机机身段上，由电子束焊接的Ti合金焊缝长度达87.6 mm，厚度为6.4-25 mm。同时，电子束焊接技术作为柔性很好的工艺方法，不仅在发动机制造领域中得到了广泛应用，在涡轮叶片及热端部件修理领域也有其广阔的市场。

另外，电子束焊接在电子、仪表和生物医药工业上也起到了独特的作用。由于在这些工业中，有许多零件对焊接质量要求相当高。电子束焊接技术可以解决电子和仪表工业中许多精密零件的焊接难题，例如封装焊接、高熔点金属焊接、集中加热焊接、穿透焊接等，其焊缝质量高，工件变形小，焊接效率也高。在生物医药业中对焊缝清洁度的要求很高，采用电子束焊接可以轻松实现上述行业中各种材料的焊接，如Cu一Be合金、Ti合金、不锈钢以及陶瓷与金属的焊接等。

凭借EBB能量密度高，加热和冷却速度快的特点，采用该焊接技术可以很好地解决异种材料焊接中出现的两种材料冶金不相容和性能差异问题，因此异种材料的电子束焊接己经越来越得到人们的重视，尤其是厚大异种材料的焊接、金属和非金属材料的焊接等。特别是在航空发动机、精密仪器、刀具刃具制造方面有广泛的应用前景。

为了使电子束焊接技术获得更进一步的应用和发展，国内外学者正从以下几方面着手进行研究，即完善超高能密度电子束热源装置;掌握电子束品质过计算机及CNC控制提高设备柔性以扩大其应用领域。近年来，随着电子束焊接设备的不断改进和更新，国内外电子束焊接技术及其应用也有了长足的发展，主要内容包括:日本大阪大学研制了600KV 300KW的超高压电子束热源装置，一次焊200mm厚不锈钢时，深宽比达70: 1。欧共体采用德国阿亨大学研制的DIA BEAM系统，对电子束特性进行了定量研究，对大型壁厚80mm圆筒压力容器电子束焊的环缝起焊收尾搭接处，通过电子束焦点及焊接过程分析，找出了减少和消除圆环焊缝收尾处缺陷的方法。日本采用填丝双枪电子束薄板超高速焊接技术，得到了反面无飞溅的良好焊缝。近年英国焊接研究所采用非真空电子束焊接铜制核废料罐，取得了良好的社会和经济效益。国内有北京航空工艺所在1992年研制成功了ZD 150-15A高压电子束焊机，并用此机完成了多种航空航天发动机零部件的焊接，以及导弹壳体、汽车变截面轴、石油钻头等多种军民品。

6电子束焊接的发展趋势

综上所述，国内外开展电子束焊接技术研究的广度和深度在不断的加大，己经在焊接理论和工艺实践上取得了积极的研究成果。但由于电子束焊接过程中电子束与金属间的深穿快速物理化学冶金作用，以及当前研究分析手段上的局限性，使得焊接机理的本质研究有待进一步深入。基于电子束焊接异种材料的优越性，当前各国在异种材料的电子束焊接方面逐步扩大了异种材料之间连接的研究范围，目前航空航天用的高温结构材料及先进的新型结构材料与黑色金属、有色金属的异种材料的电子束焊接己经成为各国高度关注的研究热点。因此，针对世界电子束焊接技术的研究走向及国内研究的不足，深入开展异种材料，特别是航空航天用的高温新型结构材料的电子束焊接机理及工艺研究有着深远的现实意义和良好的应用前景。从上述电子束焊接的特征和它在工业中的应用现状，不难看出，今后电子束焊接的发展趋势可以概括为:(1)继续扩大在航空航天工业中的应用范围，并在修复领域发挥作用;(2)焊接设备将趋向多功能化和柔性化;(3)非真空电子束焊接的研究和应用将日益成为热点;(4)在厚大件和批量生产中继续发挥其独特优势;(5)电子束焊接将成为空间结构焊接的强有力工具。结语

激光焊接与电子束焊接是焊接新技术，其应用范围和焊接能力还并没有被人们完全认识，还有待于科技工作者进一步研究和开发。相信不久的将来，激光焊接与电子束焊接技术不仅会在更多的加工领域出现，而且还会成为这些领域的主流加工技术之一。

参看文献：

[1]朱林崎.国外高能束流焊接技术发展现状[J].航天工艺，1996(2):48-52.[2]李志远.先进连接方法「M].北京:机械工业出版社 2000.[3]刘金台.高能密度焊「M].西安:西北工业大学出版社1995.[4]王亚军.电子束加工技术的现状与发展.航空制造技术，1995,(增刊1): 28-31.[5]于瑞.激光技术在汽车制造领域中的应用[J].汽车工业研究，2007(10):45-47.

2.激光焊接 篇二

焊接的方式有多种, 目前一般汽车的车身焊接都是用点焊、缝焊、电弧焊等方式。点焊是通过施加在点焊电极汇的电流将零件的接触表面熔化, 然后在压力作用下将零件的接触表面熔结在一起, 主要用于车身构件及车架的焊接。缝焊是用滚轮电极传递焊接电流与压力, 通过滚轮与零件表面相对移动进行连续的焊接, 主要进行密封性焊接, 例如油箱及车顶盖。电弧焊是将零件表面局部施以高温熔化和连接零件, 不需要施压的一种焊接方式, 例如CO2焊, 主要用于车身蒙皮的焊接。

激光焊接是21世纪汽车工业上应用的新技术。它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, 例如激光束在聚焦点上的直径为0.3~0.5m m, 可得到超过106~108W/c m2的光强, 如果焦点接近工件, 工件表面会产生极高温度, 在几毫秒内熔化, 达到熔化结合的物理变化, 也就是起到了点焊的作用, 但是焊接的牢固性超过普通的点焊。点焊是将两块钢块结合在一起, 但钢板之间有缝隙, 在受到一定外力的冲击下, 钢板之间会同焊点的强度不够而断裂, 而激光焊接是将两块钢板的分子熔合在一起, 也就是说将两块钢块“合二为一”, 焊接后的两块钢板强度相当于一块钢板。

激光焊接工艺及特点

激光拼焊是在车身设计制造中根据车身不同的设计和性能要求, 选择不同规格的钢板, 通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造。经过十余年的发展, 激光焊接从最开始仅用于车顶连接, 到现在已经遍布白车身的各个部分。

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, 更适合在生产中推广应用。因此, 激光焊接实际上已取代了电子束焊接20年前的地位, 成为高能束焊接技术发展的主流。

1.激光器

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N d:Y A G激光器。N d (钕) 是一种稀土族元素, Y A G代表钇铝柘榴石, 晶体结构与红宝石相似。N d:Y A G激光器波长为1.06μm, 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, 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3~4k W的N d∶Y A G激光器。另一类是气体激光器, 又称C O2激光器, 分子气体作为工作介质, 产生平均波长为10.6μm的红外激光, 可以连续工作并输出很高的功率, 激光功率在2~5k W之间。

2.特点

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, 焊接深宽比高, 例如焊缝宽1m m, 深为5m m, 因此焊接极为牢固, 表面焊缝宽度很小, 连接间隙实际为零, 焊接质量比传统方法高。所以在一些用激光焊接的汽车顶壳是不用装饰条遮蔽焊接线的, 例如上海大众的帕萨特和波罗。在汽车制造中, 激光焊接主要用于车身框架结构的焊接, 例如顶盖与侧面车身的焊接, 传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所取代。用激光焊接技术, 既提高了工件表面的美观, 又降低了板材使用量;由于零件焊接部位几乎没有变形, 不需要焊后热处理, 还提高了车身的刚度。

3.辅助设备

由于激光熔焊、激光-M I G复合焊接技术方法的不同以及焊接接头形式的不同, 所以对焊接接头的装配精度要求也不同。搭接焊缝的激光熔焊和角焊缝的激光钎焊可以采用普通的焊接机器人。对接焊缝的激光钎焊和激光焊必须采用区别于常规机器人的绞臂式焊接机器人, 通常设计焊缝自动跟踪矫正系统。

焊接夹具可以保证激光焊接时所连接板材或总成的精确定位, 保证焊缝间隙, 防止焊接变形, 从而提高激光焊接接头的质量。激光焊接控制系统主要包括焊接过程的视频监视系统、机器人的焊缝自动跟踪系统和矫正系统、送丝控制系统等。对于不同的激光焊接方式, 控制系统的组成也有所相同。激光熔焊无需送丝系统、焊缝自动跟踪系统和运行轨迹矫正系统。对于激光切割技术, 往往还需要与激光在线检测系统协同使用。

在开发激光焊接新技术方面, 激光技术在车身制造过程中的发展经历了不等厚钢板激光拼接技术、车身激光焊接技术和激光复合焊接技术的发展历程。与单一的激光熔焊技术相比, 激光复合焊接技术具有显著的优点:高速焊接时电弧有较高的稳定性、更大的熔深、较大缝隙的焊连能力, 焊缝的韧性更好, 通过焊丝可以影响焊缝组织结构, 以及无焊缝背面下垂现象等。

激光焊接发展趋势

随着时代的进步, 激光焊接的技术也在不断发展中, 以下几项技术有助扩展激光焊接的应用范围及提高激光焊接自动控制水平。

1.填充焊丝激光焊

激光焊接一般不填充焊丝, 但对焊件装配间隙要求很高, 实际生产中有时很难保证, 限制了其应用范围。采用填丝激光焊, 可大大降低对装配间隙的要求。例如板厚2m m的铝合金板, 如不采用填充焊丝, 板材间隙必须为零才能获得良好的成形, 如采用φ1.6mm的焊丝做为填充金属, 即使间隙增至1.0mm, 也可保证焊缝良好的成形。此外, 填充焊丝还可以调整化学成分或进行厚板多层焊。

2.光束旋转激光焊

使激光束旋转进行焊接的方法, 也可大大降低焊件装配以及光束对中的要求。例如在2m m厚高强合金钢板对接时, 允许对缝装配间隙从0.14m m增大到0.25m m;而对4m m厚的板, 则从0.23m m增大到0.30m m。光束中心与焊缝中心的对准允许误差从0.25mm增加至0.5mm。

3.激光焊接质量在线检测与控制

利用等离子体的光、声、电荷信号对激光焊接过程进行检测, 近年来已成为国内外研究的热点, 少数研究成果已达到了闭环控制的程度。

结语

目前, 德国大众汽车公司在奥迪A6、高尔夫A4、帕萨特等品牌的车顶均采用激光焊接, 宝马、通用公司在车架顶部也采用激光焊接, 德国奔驰公司则采用激光焊接传动部件。

除了激光焊接, 其他激光技术也得到了广泛应用:大众、通用、奔驰、日产公司应用了激光技术切割覆盖件, 菲亚特和丰田公司应用激光涂覆发动机排气阀, 大众公司则对发动机凸轮轴进行激光表面硬化处理。

3.惰性气体和激光焊接比较 篇三

【关键词】铝合金；激光焊接；机械性能

1、引言

在5000系列铝合金中，主要合金元素是镁，是铝的最有效和广泛使用的添加剂之一。镁的含量高达约5%，这也提高了铝合金元素的可焊合金的性能，锰可与镁合成以增加合金的强度。因此，如果设计制造一种具有尽可能高的制造焊接强度和延展性的熔焊合金，如5086，5083和5456这种合金是最好的选择。

铝合金的激光束焊接的困难在于它高的反射率，在焊接金属过程中容易发生汽化造成气孔形成。对激光束的焊接厚度5mm珠上板焊缝的机械性能进行了研究，在同一合金的TIG焊缝进行了测试。研究焊接工艺过程对机械性能的影响，对拉伸试验和焊接接头及母材金属的微硬度进行了测量。

2、实验过程

在LB焊接应用于5毫米厚的非热处理的采用3.5千瓦的CO2激光器铝合金AA5083-H321。珠上板与焊缝全焊透被执行。板被切割成尺寸300×150毫米的条状。该板的表面是用金属丝刷和丙酮清洗。激光束被聚焦在焊接板的表面上。珠上板焊缝已于自发使用交流电TIG焊用标准的2%钍钨电极的铝合金板制成。焊接后，将使用电火花切割机对样品横跨焊缝进行金相分析和拉伸试验。横向拉伸试样的形状和尺寸制备参照ASTM-E8标准。在每种条件下，三个试样均已在室温下进行测试。

优于拉伸试验，横跨焊缝、热影响区（HAZ）和偏碱金属的维氏硬度型材已经使用自动微硬度测试仪在1千克力的负载沿拉伸试样的横截面的中心线15秒下测量了。在基体金属的化学组成中，TIG和LB焊缝的样品用是真空光学发射光谱仪火花测定。化学组合物采取对焊缝两个位置的平均读数。

3、实验结果

（1）拉伸性能

对LB焊件的拉伸性能与这些基板和TIG焊接进行了比较。一般情况下，TIG和LB焊缝的拉伸性能劣于基体金属性质。所有的TIG和LB的焊接在熔融区域不合格，而不是在基体金属的拉伸试样。横向拉伸性能如屈服应力，极限拉伸强度和AA5083-H321铝合金接头的伸长率进行了评价。母材的屈服强度和抗拉强度分别为262兆帕和291兆帕。但是TIG的屈服强度和抗拉强度的焊接接头分别是176兆帕和266兆帕。这表明，在TIG焊接中，降低33%屈服强度和9%拉伸强度。LB的屈服强度和抗拉强度的焊接试样分别是222兆帕和246兆帕。这表明，由LB焊接这两个屈服强度和拉伸强度下降15%。LB焊缝的焊接屈服强度比TIG焊的焊缝屈服强度焊接样品26%更好。延展性是伸长率或面积减少率的量度。TIG和LB焊缝的延伸率也小于该基体金属。无论氩弧焊和LB焊缝的韧性是其母材的50%左右。

（2）硬度

TIG焊件的强度的减少在硬度方面中得到很好的体现。与此相反，这不能体现LB焊件的强度的降低。在TIG焊接的情况下，焊接区的硬度减少22%，而在LB焊接的情况下观察到有硬度增加9%。

（3）汽化

在TIG的熔合区，焊接试样中39%的镁，16.5%的锰和18.3%的锌损失，而镁存在于LB焊接试样中的比率要比其母材金属的高14%（收益）。在LB焊接中锰损失约18.3%。同样的锌在LB损失焊接样品中的损失高达91.7%。

4、实验结果讨论

（1）焊道外观

LB的焊缝外观是比TIG焊的外观更好的焊接板。TIG焊的再凝固部分的宽度焊接近800毫米，而LB的焊接板的只有2毫米。在TIG的较宽的宽度焊接板负责熔池中合金元素多的蒸发，从而降低其拉伸性能。

（2）拉伸性能

TIG焊接的屈服强度的降低33%是由于镁，锰和锌从焊接熔化区的蒸发导致的，应变的损耗硬化效果由于熔焊，以及毛孔由于形成氢孔隙等的存在。然而，存在屈服强度降低较少的LB焊接，即从焊接熔化区的镁元素的应变硬化效应最小损耗的最小蒸发只有15%是由于熔合区和热影响区的宽度和在焊缝区的原因而更少。在LB焊接过程中，晶粒生长得以控制是由于非常快速的加热和冷却，也由于LB焊接速度控制在3.5米/分钟，而TIG焊接是一个缓慢的加热和冷却过程中，相比于LB焊接过程中的晶粒生长比较粗糙。

（3）硬度

在研究中，在LB焊接的熔合区更高的硬度值进行了观察。这可能是由于LB焊接工艺的晶粒细化效果。

（4）汽化

TIG焊接样品中39%镁的损失主要是因为在TIG焊接过程中屈服应力值下降。与此相反，在LB焊缝过程中镁的比例略有增加，主要是在LB焊接过程中增加屈服应力。镁比例的减少自然会影响焊接接头的抗拉性能。由于锰的蒸发损失也同时影响焊接的样品的拉伸性质。已观察到，由于锁孔的形成在LB焊接试样中锌的蒸发损失是更多的。

5、结论

从上述研究得出结论：

（1）LB焊缝抗屈强度比TIG焊接高26%，LB焊接UTS的成本比TIG焊低7.5%。TIG和LB焊缝的断裂伸长率的比例几乎相同。

（2）硬度方面，在TIG焊接的情况最低的硬度分布于熔融区域中，在LB焊接的情况下绝对最小硬度值分别位于基本金属。

（3）如镁这样的挥发性元素，在TIG焊接比在LB焊接的汽化更多，而锰和锌的汽化在LB焊接中更多。总结实验结果可以看出，与TIG焊焊接相比，LB焊接工艺更适合于AA 5083 - H321 焊接。

参考文献

[1]胡昌奎，陈培锋，黄涛.激光深熔焊接光致等离子体行为及控制技术[ J ].激光杂志，2003，24 （5）：78- 80

[2]刘必利，谢颂京，姚建华.激光焊接技术应用及其发展趋势[ J ] .激光与光电子学进展， 2005，42 （9）：43- 46

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4.激光焊接 篇四

激光加工技术作为先进制造技术之一，在工业发达国家的汽车工业应用中已越来越广泛，激光切割和激光焊接逐渐成为标准的加工工艺。三维激光切割技术可以取代冲压工艺中的冲孔模和修边模，不仅节省了大量的设计制造成本，而且缩短了新车型的开发周期；激光焊接技术应用于白车身焊接，大大提高了车身的强度和刚度，增加了车身的安全性，而且有利于车身的轻量化。本文对白车身切割焊

第一文库网接柔性生产线和焊接柔性夹具进行了初步设计。激光光束入射角对焊接质量的影响作为车身焊接中的难点问题之一，本文就该问题进行了重点研究。

首先，对白车身切割焊接生产线和柔性焊接夹具进行了研究。分析了车门结构和基于激光焊接的工艺；基于柔性化和安全性的考虑，对生产线总体布局进行了设计；按照技术上先进、经济上合理、生产上适用的原则，对该生产线主要设备进行了选型和设计；基于标准化、模块化的设计思想，设计和试制了车身激光焊接柔性夹具。

其次，论述了激光焊接原理和激光焊接技术在汽车制造中的应用，对车身常用板材一镀锌板的几种焊接方法进行了比较，即激光焊接、弧焊、电阻点焊；总结分析了镀锌板激光焊接的难点和影响焊接质量的主要因素；提出了提高焊接质量的方法，包括：工艺措施法、优化参数和焊接过程法、在线检测控制法。

最后，针对激光光束入射角对镀锌板焊接质量的影响进行了深入的研究，通过正交试验选取光束垂直入射焊接时较佳的工艺参数，在该参数下，改变光束入射角，进行焊接试验，对试验结果做了大量的焊后检测分析，包括焊缝表面形貌、焊缝截面、拉剪试验、硬度、金相等。通过试验数据的处理和分析，得出了入射角变化对镀锌板焊接质量的影响规律和该实验条件下临界入射角。为激光焊接在车身上的应用奠定了基础。关键词：白车身；生产线；柔性夹具；入射角；工艺；质量

硕士学位论文

Abstract

Laserprocessing

hasbeentechnology，appliedmoreasoneoftbeadvancedonmanufacturingindustryoftechnologies，

industrialandmorewidelytheautodeVelopedcountries，lasercuttingandweldinggraduallybecomethe

canstandardprocess．Three－dimensionallasercuttingtechnologywhichreplace

punchdieandtrimmingdieinthestampingprocess，cannotonlyreducethecostofdiedesignandmanufacture，butalsogfeat】yshonenthedesigncycleoflaserweldingtechnologywhichwelding，cannotcananewcar；beappliedinbody．in―white（BIW）assemblyonIyinlproVethestrength，stif．fhessandsecurityofthebody，butalsoreducetheconsunlptionofbodymaterialandweight，theBIWlasercuttingandweldingproductionlineandnexibilityfixturehavebeeninitialdesignedinthispaper．Theeffbctoflaserbeam

aincidentangleonga】vanizedsheetweldingperformanceis

Firstly，thedi侬cultproblem，whichhasbeenmainlyresearched．andweldingproductionlineandnexibility行xtureBIWlasercuttinghaVebeenresearched．ThestructureandprocessofthedoorhaveBasedonbeenanalyzed．oftheconsiderationofnexibleandsafety，the

tooveralllayoutBIWisdesigned．Accordingprincipleofmoderntechniques，economy，andproduction

onpractice，selectinganddesigningthemainequipments．Basethedesigeideaof

standardizationandmodularization，theBIWflexiblelaserwelding6xtureofBIWwasdesignedandtrial?produced．

Secondly，theprincipleoflaserweldinganditsapplicationinareautoaremanufacturediscussed．SeVeralweldingmethodsofgalvanizedsteelsheetcompared，thatincludelaserwelding，arcwelding，resistancespotwelding．Thedif拜cultpointofgalVanizedsheetlaserweldingandmaininfluencingf．actorsofweldingperformanceareanalyzed．ThemethodsofimproVingwelding

measure，optimizeperf．0rmanceareproposed，includingchangeprocedureparameterandweldingprocess，

on―linedetectioncontrols．

Finally，theeff．ectsoflaserbeamincidentangleongalvanizedsheetweldingperfIormancehaVebeenintensiVestudy．Therelativelyidealprocessparametersisobtainedbyorthogonaltest．Thengalvanized

onsheetweldingexperimentunderdifferentincidentangleswerecarriedoutbasedtherelativelyidealparametersof

5.光通信器件激光焊接实训系统 篇五

实验内容：

1.光器件生产产线认知与生产制度学习；

2.LD的P、I、V曲线的测量；

3.LD品质质量筛选、探测器参数测量；

4.耦合光纤制备（光纤跳线制作）；

5.耦合光纤质量检测；

6.LD发射组件结构认知与结构组装；

7.光纤耦合LD发射组件激光焊接制备；

8.光纤耦合探测器组件耦合激光焊接； 9.组件老化实验（B型配置）；

10.组件高低温冲击与检测实验（B型配置）

实验简介：

本实训系统是应用激光焊接制备技术，制备光通讯设备中使用的光纤耦合激光光源与光纤耦合探测器部件。本实训系统是按照光通讯器件工厂的实际情况设计，包含：光纤制备与检测工艺段、光纤耦合工艺段、激光焊接工艺段、器件老化工艺段、器件检测工艺段。实训中生产的器件可供实际设备使用。

随本实训系统硬件设备，RealLight®公司还提供一套完整的实训讲义、器件生产工艺、产线管理制度供学校使用，是工科院校培养工程师工程实践能力的理想平台。适合大中专学校开始工程实践课程使用。实验效果图：

激光焊机工艺段

激光焊接生产监测

光纤研磨与制备

光纤耦合工装设备

器件老化工装

器件高低温测试设备

主要设备参数：

1.光纤耦合工装光通讯有源夹具、配件 一台，三维调整，调整精度0.5微米。行程13mm。内置组件电源接口。2.LD激光器检测工装（电源、功率计等）3.激光功率计:测量波长范围200nm～1100nm，测量功率范围200～2000mW，探头口径Φ10mm，测量精度0.1mw，采用220V/50Hz电源，SMA905 FC光纤接口，使用便捷，稳定性高。

4.光电探测器测量工装标准光纤耦合光源，光纤4μm，功率1.5mW，单模。探测器响应度检测工装，电压测量精度1mV，准确度0.2% 5.光纤制备工装：光纤研磨机，光纤插针制备工装

光纤研磨机：插入损耗（IL）：≤0.2dB（单模）≤0.15dB（多模）

回波损耗（RL）：≥50dB（PC）≥60dB（APC）曲率半径（R）：10－25mm(Φ2.5mm)，５－15mm(Φ1.25mm)突点偏移（offset）：≤50μm 凹陷／凸出（offset）：≤50nm重复损耗（repeatability）：≤0.1 dB 互换损耗（interchangeability）：≤0.2 dB 6.光纤检测工装光纤端面检测工装：仪器放大倍数：400×，适用所有的陶瓷插芯的检验,Φ2.5mm、Φ1.25mm、MPO、MT、MTRJ插芯型和成品型，内置照明，功能：检查光纤芯端面，含显示器 7.光纤手工研磨工装光纤研磨纸，收工研磨卡具

8.三维焊接机：激光工作物质：

Nd:YAG晶体；激光波长： 1.06μm ；氙灯单灯泵浦；激光单脉冲能量：≥50J ；能量不稳定度：≤±2％；激光脉冲宽度：0.1-20ms分级可调；脉冲频率1-100HZ 分级可调 ；连续工作时间：≥ 24h 9.激光电源:本电源主要技术指标为：输入电源：

380v±5％

电源额定功率： 6Kw；脉冲工作电流：

100－300A；电源不稳定度：

≤±2.5％；电源连续工作时间:≥20h 10.分光系统:光束之间能量偏差 ≤2%；光纤芯径：0.4mm；光纤长度：5m；光纤类型：SI或GI；聚焦系统:采用多组复合聚焦筒聚焦激光。11.聚焦焦距：f=120mm；单光路输出能量：≥8J 12.光纤展示箱：内含光纤垫、下垫、挡纤板，铝合金箱外尺寸：360mm×245mm×108mm，内尺寸：348mm×230mm×58mm/348mm×230mm×30mm，FC/PC-FC/PC 1m光纤，ST-ST 1m光纤，LC-LC 1m光纤，SC-SC 1m光纤，MTRJ-MTRJ 1m光纤，FC/APC-FC/APC1m光纤，FC耦合器，ST耦合器，SC耦合器，MTRJ耦合器，ST-SC耦合器，ST-FC耦合器，FC衰减器。

13.激光器物料一批；LD激光器若干；探测器物料一批；探测器若干，光纤零件一批。B型配置：

14.高低温冲击试验箱：350×350×400mm；温度范围：-20℃～+100℃，温度波动：≤±1℃（空载）；温度均匀度：≤±2℃（空载）；升温速度：3～5℃/min（空载）；噪音（dB）：≤65；供电电源：220V±10%；

6.焊接基础知识问答－焊接材料 篇六

答：焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、气体、电极、衬垫等，

2.什么叫焊丝？

答：焊接时作为填充金属，同时用来导电的金属丝—叫焊丝。分实心焊丝和药芯焊丝两种。常用的实心焊丝型号：ER50-6（牌号：H08Mn2SiA）。

3.为什么MAG焊接接头比CO2焊接接头的冲击韧性高？

答：MAG焊接时，活性气体仅为20%，焊丝中的合金元素过渡系数高，焊缝的冲击韧性高。CO2焊活性气体为100%，焊丝中的锰、硅合金元素联合脱氧，其合金元素过渡系数略低，焊缝的冲击韧性不如MAG焊高。如唐山神钢MG-51T焊丝（相当于ER50-6）其常温冲击韧性值：MAG： 160J；CO2： 110J。

4.什么叫药芯焊丝？

答：由薄钢带卷成圆形钢管，同时在其中填满一定成分的药粉，经拉制而成的一种焊丝。

5.为什么药芯焊丝用CO2气体保护？

答：按保护方式区分药芯焊丝有两种类型：药芯气保焊丝和药芯自保焊丝。药芯气保焊丝一般用CO2气体作保护，属于气渣联合保护形式，焊缝成形好，综合机械性能高。

6.为什么药芯焊丝焊缝表面会出压痕气孔？

答：因药芯焊丝是由薄钢带卷成的管状焊丝，属于有缝焊丝；空气中的水分会通过缝隙侵入药芯，焊药潮湿（无法烘干），造成焊缝有压痕气孔。

7.为什么对CO2气体纯度有技术要求？

答：一般CO2气体是化工生产的副产品，纯度仅为99.6%左右，含有微量的杂质和水分，会给焊缝带来气孔等缺陷。焊接重要产品一定要选用CO2纯度≥99.8%的气体，焊缝气孔少，含氢量低，抗裂性好。

8.为什么对氩气纯度有较高技术要求？

答：目前市场上有三种氩气：普氩（纯度99.6%左右）、纯氩（纯度99.9%左右）、高纯氩（纯度99.99%），前两种可焊接碳钢和不锈钢；焊接铝及铝合金、钛及钛合金等有色金属一定要选用高纯氩；避免焊缝及热影响区被氧化无法进行焊接，

9.为什么TIG焊喷嘴有大小多种规格？

答：有4—8|五种规格喷嘴，焊接碳钢可选用4—5|喷嘴，焊接不锈钢和铝及铝合金应选用6—7|大喷嘴，以加强焊缝及热影响区的保护范围。焊接钛及钛合金等有色金属应选用7—8|更大的喷嘴，才能防止焊缝及热影响区被氧化。

10.什么叫酸性焊条？

答：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条，如结422（E4303）、结502（E5003）等交直流两用电焊条。

11.什么叫碱性焊条？

答：药皮中含有多量碱性氧化物同时含有氟化物的焊条，如结507（E5015）、结506（E5016）等电焊条。

12.什么叫纤维素型（下向立焊专用）焊条？

答：药皮中含有多量有机物的焊条，管道及薄板结构下向立焊专用。

〈1〉如E6010（相当于E4310、J425G）适用于打底焊、热焊、填充焊。

〈2〉E8010（相当于E5511、J555）适用于热焊、填充焊、盖面焊层。

一般用低氢下向焊条盖面焊； E7048（相当于J506X）焊缝外形整洁、美观。

13.为什么焊前焊条要严格烘干？

7.铝合金激光焊接工艺分析 篇七

1 铝合金及其焊接的概述

铝和铝合金都具有非常优良的性能, 比如比强度高、耐腐蚀性强, 在许多的产业中都具有非常广泛的应用, 尤其在国防工业、机械等产业, 并且铝合金属于有色金属, 在应用的过程中需要进行焊接, 所以随着科学技术的飞速发展, 铝合金的焊接技术的研究也越来越深入, 因此, 激光焊接技术是科学技术的一大进步。

激光焊接技术的概述:激光焊接作为一种新型的焊接技术, 焊接热源直接是激光, 既可以避免能源的浪费, 又可以大大地提高焊接的效率, 同时, 激光焊接把机器人或者是数控机床作为运动系统, 减少人员的参与, 可以减少劳动力的浪费, 提高焊接的效率。激光热源除了具有可再生性和清洁无污染的优点之外, 还可以高度的聚焦和良好性能的传输, 因此可以将能量全部汇聚集中于一点, 避免热量的散失和浪费, 所以, 激光焊接能够提高焊接的效率和速度以及焊接的质量。因为激光焊接的光束是通过脉冲或者连续的激光束来实现的, 因此当激光束直接照射铝合金的表面时, 能够把金属表面的热量迅速扩散到铝合金的内部, 使铝合金快速的熔化形成一条焊缝, 同时在融化后的金属上形成一种反作用力, 最终将熔化的铝合金表面向下凹陷形成小孔。这个小孔具有强大的功效, 可以全部吸收激光光束照射时产生的能量, 并同时产生高温蒸汽, 蒸汽压力与壁层表面的张力形成一种动态的平衡。

1.1 激光焊接的功率

激光焊接具有一定的功率, 只有当焊接功率达到一定的高度时, 才能让焊接得以稳定、持续的进行, 否则焊接只能在铝合金的表面进行工作, 使得铝合金表面发生熔化, 从而焊接不能成功的进行。激光焊接的功率可以达到将铝合金表面以及内部全部焊接的高度, 甚至比此还要高, 所以激光焊接铝合金级可以提高效率和速度以及质量。

1.2 激光焊接的速度

因激光焊接功率高, 所以焊接时速度也相应得到提高, 焊接的速度不断提高能够使得熔深不断减小, 相反, 如果速度减慢, 就会使铝合金被过度的焊接甚至被焊接穿透, 因此, 选择激光焊接可以降低焊接失败的比例从而大大降低焊接成本。

1.3 激光焊接的优势

提高能量密度、提高焊接质量、增加焊接的精度和密度、焊接的效率速度高、焊接成本较低、可以在特殊条件下进行焊接、焊接时对铝合金其他部位影响小。

2 激光焊接在各个领域中的应用

2.1 在石油管道中的应用

在石油管道中, 应用铝合金管道可以增加管道的口径、增厚石油管道的管道壁, 让管道能够在一定时间内运输更多的石油。石油的运输具有非常高的危险性, 如石油发生泄漏, 会造成难以估计的财产损失、人员伤亡以及环境的污染和地下水的污染, 因此铝合金管道在焊接时一定要特别注意, 提高焊接的质量, 激光焊接在此时就可以发挥巨大作用, 通过激光焊接, 可以控制符合焊接的工艺, 可以在不用开坡口的前提下进行焊接的操作, 焊接时一次成型, 焊缝的质量高, 充分的避免了石油泄漏的风险, 提高了石油运输的安全性。

2.2 在汽车制造业中的应用

随着时代的高速发展和人们生活水平的日益高速化, 出门乘坐汽车已经习以为常了, 并且人们对于汽车的质量要求也越来越高, 因此汽车工业也在不断地寻找新型的材料和技术手段提高汽车的质量, 激光焊接技术在汽车工业中的到了越来越广泛地应用。美国最先将激光焊接铝合金技术引入到汽车制造业当中来, 经过一系列的实验, 激光焊接的铝合金制造出来的汽车, 将薄铝合金激光焊接之后制造成型, 不仅大大减轻了车身的重量, 而且减少了制造汽车的工序, 提高了制作效率, 得到了广大汽车制造业的欢迎与青睐。

2.3 在航空航天工业中的应用

众所周知, 航空航天工业需要高度精准高度精确的材料进行制造飞机等一系列航天器, 并且对于机器本身的重量要求也是非常的严苛, 用激光焊接的铝合金制造飞机等机器, 能够使得机身比平时可减轻20%左右, 制造成本也得到了大大降低。比如, 德国共管的部件生产厂运用激光焊接铝合金技术生产出的A350系列飞机的零件取得了巨大的成功。

3 激光焊接铝合金技术的难点

3.1 铝合金表面对激光具有反射性

因为铝合金是一种有色金属, 对各种光线都具有很强烈的反射性, 激光作为一种更加激烈的光束, 在铝合金的表面更加容易造成反射, 换句话说, 铝合金这种有色金属对于激光具有高反射率和较小的吸收率。除此之外, 金属都具有导热性, 因此铝合金也具有很强的导热性, 容易在用激光焊接的时候, 反射激光或者是将激光的热量迅速导移出去, 最终导致铝合金的焊接失败。因此, 在激光焊接铝合金的时候, 要严格注意并且迅速提高激光的功率密度, 防止被反射或者被传导, 争取在极端的时间用极高的密度对铝合金进行焊接, 这样就可以避免反射性等问题的出现。

3.2 在激光焊接铝合金时要做好充分的准备

因为铝合金有活泼、易被氧化等特性, 在其表面容易附着大量的灰尘水分等, 因此在焊接的过程中, 如果没有做好充足的准备, 表面附着的东西容易随着激光的快速焊接留在铝合金表面, 从而影响铝合金的质量和焊接的效果。因此, 在对铝合金进行焊接之前, 需要对铝合金表面进行清洁, 将表面的油污等清理掉。同时防止在焊接时发生氧化作用造成爆炸等安全威胁, 也需要对金属表面的氧化膜进行彻底的清洁, 彻底除去氧化膜。

4 铝合金的激光焊接存在的缺陷

尽管激光焊接有高效率、高速度并且能够大量降低成本, 激光焊接也存在着许多的缺点, 只有将这些缺陷全部弄清楚并且解决了, 才能够使得激光焊接铝合金技术得到更加广泛的应用。

4.1 气孔的缺陷

在上文中提出, 适度的气孔能够保持铝合金的内外平衡, 但是, 过量的气泡就会存在大量的缺陷, 避免出现大量气孔比较困难, 出现大量气孔时气孔不稳定, 在铝合金内部乱窜, 容易使得焊接部位出现裂缝, 所以清除气孔将是铝合金激光焊接技术需要突破的一大重要缺陷。

4.2 热裂纹缺陷

应用激光技术时, 需要提高温度和密度以达到快速焊接的目的, 这样容易在铝合金表面出现特裂纹, 从而使得焊接失败, 为了应对热裂纹, 科学家们已经想出应对的办法, 即在激光焊接时运用填充材料, 但是这种方法容易导致资源的浪费和劳动力的大量耗费。采取更加简便的办法应对热裂纹也是该技术即将解决的一项重大问题。

5 结束语

铝合金的激光焊接速度存在大量的优点, 在多种制造领域得到了广泛的应用, 也提高了机器本身的质量和制造速度, 但是激光焊接技术同样也存在许多的缺陷, 导致焊接的失败, 相信在科学家们的不断努力下, 该焊接技术会越来越成熟, 应用也越来越广泛。

摘要：铝合金作为一种轻金属材料, 在工业生产和制造中起到了非常重要的作用, 许多产业都需要使用铝合金, 但是铝合金的焊接却是工业生产中的一道难题。将高能量高密度激光技术应用于焊接铝合金, 对于铝合金来说是一项质的飞跃, 不仅解决了铝合金的焊接问题, 而且焊接出来的铝合金不易变形, 并且激光技术在焊接过程中, 速度非常快, 光束的质量非常好。但是, 激光焊接铝合金也存在一定的缺点, 导致铝合金在焊接时接口处容易出现裂缝, 所以, 文章结合铝合金激光焊接工艺对该技术进行分析, 从而将激光焊接优点发扬光大同时克服焊接时的缺点。

关键词：铝合金,激光焊接,硬度,复合焊接

参考文献

[1]张国顺.现代激光制造技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[2]张永康.激光加工技术[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[3]丘军林.工业激光技术[M].武汉:华中科技大学出版社, 2002.

[4]王家金.激光加工技术[M].中国计量出版社, 1992.

8.激光焊接技术在汽车制造中的应用 篇八

【关键词】激光焊接；汽车制造；应用

激光焊接技术在汽车制造中的应用已经得到普遍的采用的工艺，经过80多年的发展，已经逐步发展成一种应用于各个行业的技术，在汽车制造中的应用更是推动激光焊接技术向工业化发展。

一、激光焊接技术的简介

（1）激光焊接技术的原理。激光焊接是一种高速、变形极小、非接触的焊接方式，适合大量且连续的在线加工。激光焊接技术的主要原理是利用激光产生波长单一的光束，选用化学能或者电能将液态、固态或者气态介质，通过光学震荡器产生，这些光束的可传播距离较长，波长差异小，被集中率非常高，形成高功率的激光束，作用于金属表面，能够快速达到沸点，将金属汽化。当金属蒸汽以一定的速度离开金属熔池的表面时产生的应力反作用，是熔化的金属向下凹陷，出现一个小凹坑。进行继续加热，此时会形成一个非常细且长的小孔。随着激光束的移动，小孔前方熔化的金属会绕过小孔流向后方，冷却凝固后形成焊缝。激光功率的密度决定着焊缝的深浅，激光功率密度较高时，熔深较大，焊缝深宽也就较大；激光功率的密度较低时，熔深较浅，焊缝的深宽也就较小。（2）激光焊接技术的分类。在汽车制造业中主要应用两类激光焊接机是CO2激光焊机和YAG激光焊机，相应的激光焊接技术可以分为激光焊接、激光拼焊和激光复合焊接技术。（3）激光焊接技术的特点。一是能够给有效的节约材料，加工的速度较快，可以减轻工作人员工作强度；二是激光焊接不直接接触零件，工作产生噪音低，环保性强；三是有工作中带来的热量影响范围小，造成产品零件热变形非常小；四是焊缝焊接质量较高，外观较为美观；五是激光焊接技术的实施设备功能多，多成套或者成系列，操作方便灵活，提高工作效率；六是焊接精度高，在激光焊接机中配备计算机数控系统，能够进行二维立体加工或者三维立体加工；七是对于质地坚硬、易脆裂、熔点极高和极薄的材料，具有特别的功效。

二、激光焊接技术在汽车制造中的应用

汽车制造成规模化发展已经成为一个重要趋势，在汽车制造中，焊接工艺是一项重要工艺，也是整车流程中重要的衔接环节，激光焊接技术的广泛应用，使焊接环节的工作效率大大提高，从而达到汽车制造过程优化效率的目的。目前在汽车制造中应用最为广泛的焊接方式有激光拼焊、激光焊接和激光焊接技术。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。激光焊接技术在汽车制造中的应用是从变速器的齿轮焊接开始的，这要求焊接不但要净度高，还要质量高，才可以满足变速器齿轮对运转速度和重量的高要求。激光焊接技术具有高精度、高净度的特点，可以减轻齿轮负担。这种焊接技术的兴起在20世纪80年代，克莱斯勒公司、通用公司、福特公司等最先将激光焊接技术应用到汽车制造中，而激光焊接技术带来的高效率、高质量、低成本，成为美国汽车制造技术在世界领先地位的保障。随着新型镁、铝等材料在汽车制造中的应用，对于焊接技术的要求也越来越高，激光焊接技术不但可以减少镁、铝化合物的产生，延长使用寿命，满足功能要求，同时也兼顾了美观。将激光焊接和电弧焊接综合在一起，便是激光复合焊接技术，也可以看作是激光焊接技术的改进技术，不但提高了激光焊接技术的稳定性，焊接速度高，而且焊接的工作效率和质量都得到很大程度上的提高。

随着我国改革开放的不断深入，人们生活水平不断提高，对汽车的需求也逐渐提高，而且对汽车的质量、外观等方面的要求也越来越高，为了满足这种社会需求，要求我国汽车制造企业要根据实际情况，引进先进的加工工艺，提高汽车制造中的工作效率和产品质量，同时降低成本，保证企业稳定、持续发展。因此，在汽车制造中广泛应用激光焊接技术等先进工艺，已经成为国内汽车业内人士的关注。在“九五”期间，激光焊接技术已经被列入机械行业十大技术之一。在未来的发展中，激光焊接技术的产业化、规模化仍是我们努力的方向。

参考文献

[1]陈根余，梅丽芳.激光焊接切割在汽车制造中的应用[J].激光与光电子学进展.2009，46（9）：17～23