激光焊接会成为这些领域的主流加工技术之一

 激光焊接会成为这些领域的主流加工技术之一

       激光焊接会成为这些领域的主流加工技术之一目前激光焊应用领域很广，主要应用于：制造业、粉末冶金领域、汽车工业、电子工业、生物医学、塑料激光焊接、新材料激活激光焊接、航空航天、造船以及其他领域。

1   制造业的应用

在国外轿车制造中，激光拼焊（Ta- ilored bland Laser Welding）技术得到了广泛应用，据统计，2000年全球范围内剪裁坯板激光拼焊生产线超过100条, 年产轿车构件拼焊坯板7000万件，并继续以较高速度增长。国内生产的引进车型Passat，Buick，Audi等也采用了一些剪裁坯板结构。日本在世界上首次成功开发了将YAG激光焊用于核反应堆中蒸汽发生器细管的维修等，在国内苏宝蓉等还开发了齿轮的激光焊接技术。

2   粉末冶金领域的应用

因粉末冶金材料具有特殊的性能和制造优点，在某些领域如汽车、飞机、工具刃具制造业中正在取代传统的冶铸材料，随着粉末冶金材料的日益发展，它与其他零件的连接问题日益突出，使粉末冶金材料的应用受到限制。20世纪80年代初期，激光焊以独特的优点进入粉末冶金加工领域，为其应用开辟了新前景，采用激光焊可提高焊接强度及耐高温性。

3   汽车工业的应用

德国大众、奔驰、奥迪，瑞典的沃尔沃等欧洲汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等，20世纪90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竞相将激光焊接引入汽车制造，尽管起步晚，但发展快。意大利菲亚特在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊，日本的日产、本田和丰田汽车公司在制造车身覆盖件中都使用了激光焊，高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用越来越多。

激光焊接还广泛应用到变速箱齿轮、半轴、传动轴、散热器、离合器、发动机排气管、增压器轮轴及底盘等汽车部件的制造，成为汽车零部件制造的标准工艺。应当看到我国一些汽车制造厂家已经在部分新车型中采用激光焊接技术，而且从激光焊接技术本身研究的角度看，我国一些科研院所在一些具有特色的领域取得了特色的成果。随着我国汽车工业的快速发展，一定会在汽车制造领域取得丰硕的成果和广泛的应用。

4    电子工业的应用

电子工业，特别是微电子工业中激光焊得到了广泛应用。在集成电路和半导体器件壳体封装中，显示出独特的优越性。真空器件研制中，激光焊也得到了应用。传感器或温控器中的弹性薄壁波纹片其厚度在0.05~0.1mm, 采用传统焊接方法难以解决，TIG焊易焊穿，等离子焊稳定性差，影响因素多，而采用激光焊接效果很好，得到了广泛的应用。

5    生物医学的应用

生物组织的激光焊始于20世纪70 年代，Klink等用激光焊接输卵管和血管的成功显示出了优越性，使更多研究者尝试焊接各种生物组织，并推广到其他组织的焊接。目前，有关激光焊接神经方面，国内外的研究主要集中在激光波长、剂量及其对功能恢复以及激光焊料的选择等方面[8]。激光焊作为一种焊接牙科合金的新技术，经过十余年的设备改进、技术更新，在口腔修复领域的应用逐步增多，日趋成熟。主要应用于钛合金、金合金和镍铬、钴铬合金的焊接，适用于铸造支架、烤瓷冠桥和附着体等的焊接。

6    塑料激光焊接

激光焊可应用于绝大部分塑料。激光焊是一项无振动焊接技术，特别适用于鼠标、移动电话、连接器等精密的电子元器件，以及需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件，例如含有线路板的塑料制品、医疗设备等。

在汽车工业中，激光焊接塑料技术可用于制造很多汽车零部件，激光还可以将塑料薄膜焊在一起，操作过程快捷。

塑料对近红外线激光的吸收率也是影响激光焊接效果的重要因素。为克服激光焊接的局限性，一些塑料生产商积极研究开发有助于改善激光透射率及吸收率的新材料，并取得了可喜的进展，为激光焊接技术带来更广阔的应用前景。

7    航空航天工业的应用

20世纪70年代初，美国在航空、航天工业中即已利用15kW的CO2激光器针对飞机制造业中的各种材料、零部件，进行焊接试验及评估工艺的标准化。欧盟国家中，意大利首先于20 世纪70年代末从美国引进15kW的CO2 激光器，随后由欧盟对航空发动机、航天工业中的各种容器及轻量级结构立项，开展了长达8年的激光焊接应用研究。材料涉及钛合金、镍基、铁基高温合金等。近年来新的应用成果是铝合金飞机机身的制造，用激光焊接技术取代传统的铆钉，从而减轻机身自重、提高强度均近20％，此项技术计划用于空客318、380以及一些无人驾驶飞机的制造。

8    造船工业的应用

造船是激光焊应用又一个重要领域。造船的主要工艺是焊接。采用激光焊的优点在于可得到高强度的焊件, 从而在设计上减小所用材料的厚度，达到轻重量、高强度的目标。美国经计算得出航空母舰如采用激光焊可减轻重量200t。实际上当前欧洲的一些大型游轮的建造，激光焊的应用达到20％左右，近期目标达到50％。此外, 海洋平台、潜艇的结构件还有许多激光焊接的例子[13]。

激光焊技术最新进展自激光焊接技术问世以来，科技工作者从未停止对它的深入研究。近年来的最新进展主要体现在以下几个方面：

10   大功率激光器的研发

1, 由于生产的需要，高功率、短波长的激光器一直是国内外研究的重点, 目前工业用CO2激光器的最大功率已达到万瓦级，YAG激光器也有千瓦级，如TRUMPF公司已有20kW的CO2激光器和6kW的YAG激光器的供应。国内武汉金石凯公司也能够生产20kW的CO2 激光器。而近几年，许多新型激光器也正在迅速地发展，如CO激光器和光纤激光器。

2    激光焊接机器人

把激光用于焊接机器人是激光焊的一种重要形式。焊接机器人具有多自由度、编程灵活、自动化及柔性程度高等优点，是焊接生产线的重要组成部分。将激光器安装在焊接机器人上进行焊接，可大大提高焊接机器人的焊接质量和适用范围，在船板、汽车生产线中具有越来越重要的地位。

3    激光-电弧复合焊

激光焊接具有焊缝深宽比大、热影响区窄、焊接速度快、焊接热输入少、焊接变形小、聚焦后的光斑直径小以及能量密度高的优点，但是对焊接接头装配精度和间隙要求高，焊缝易出现气孔、裂纹和咬边等缺陷，设备投资大，能量转换率低。而常规的熔化极电弧焊虽然焊接速度慢、焊接热输入大、熔深小、热影响区宽、焊接变形大，但是设备投资小，对间隙不敏感，能填充金属。所以，近年来激光焊接的发展趋势之一就是采用激光+电弧的复合焊接方法，将激光和电弧两种热源的优点集中起来，弥补单热源焊接工艺的不足。

4    激光填丝焊

激光填丝焊与普通填丝焊焊接工艺类似，在激光照射焊缝的同时，输入特定金属丝。采用该方法的优点是：解决了对工件装夹要求严格的问题，可以实现小功率激光器焊接厚大的构件，更重要的是，适当地选择填丝种类，能够改善焊缝质量，获得硬度和塑性较好的焊接接头。Salminen对激光束与焊丝的相互作用进行了专门的试验研究，并对焊丝反射部分的能量进行了测量，发现反射的激光功率受送丝速度的影响很大，送丝速度的提高将使激光的反射能量明显增加，因此，选择合适的送丝速度是激光填丝焊的关键。

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