对激光焊接技术的分析研究

王郡良

(渤海装备辽河热采机械公司, 辽宁 盘锦124209)

激光焊接技术同传统的焊接技术相比更具发展性，但是与传统的焊接技术相比，激光焊接技术的发展还存在着很多的局限性。首先，激光焊接技术的设备投资的数额相对于传统的焊接技术设备是非常大的；其次，激光焊接技术对操作人员的技术水平要求是很高的，如果没有相应的技术水平是很难对激光焊接进行操作的；这也使得激光焊接在我国的工业应用还相当有限的，但是，激光焊接技术还是具有其独特的特点，它的生产效率是非常的高，而且它的自动控制性能是很好的，这也增大了激光焊接技术在大规模生产使用的可能性。现在，激光焊接技术在汽车制造领域中的许多成功应用已经凸现出激光焊接不同于传统焊接方法的特点和优势，这也就成为了许多大激光器械制造企业前进的动力，为他们的发展提供了一个很好的发展前景。

1 激光焊接的一般特点

激光焊接是一种利用光束作为能量来源的加工工艺，它同传统的焊接技术和机械加工工艺相比较，具有很多的优点：首先，激光的光束聚焦的点面积小，功率因此会非常的大，对一些密度高和熔点高的合金材料也可以轻易的焊接上；其次，激光焊接所使用的机器设备是无需接触就可进行焊接的，而且光束的功率大小也是可调的，这不但可以减轻工具的损耗也可以增加焊接的种类。再次，激光焊接可以通过计算机来操作，这就形成了它的高自动化，而且它的焊接速度是很快的，这就使激光焊接的生产效率是高于其他焊接方式的，这也就可以为企业带来更大的经济效益，进而可以促进国家的经济发展速度。最后，激光焊接对材料的表面影响非常的小，不会使材料产生变形的可能，而且材料在焊接后是无需后续工序处理就可以进行使用的。并且，激光是一种可以透过玻璃进行焊接的，它使得一些必须处于真空容器内的工件以及处于复杂结构内部位置的工件可以顺利得到焊接，这是因为激光束易于导向、聚焦，可实现各方向变换。

2 激光焊接工艺与方法

2.1 双/多光束焊接

双/多光束焊接的提出最初是为了获得更稳定的焊接过程和更好的焊缝成形质量，它的作法是将两台或者是两台以上的激光器所发出的光束聚集在同一个加工的物件上，以增加输出的功率。后来，随着激光焊接技术应用范围的扩大，为减小在厚板焊接，特别是铝合金焊接时出现气孔的可能，可以使用双/多光束焊接，减少焊接缺陷的产生几率。

2.2 激光－电弧复合焊

激光－电弧复合焊接是近年来激光焊接领域的研究热点之一。伴随着工业生产的不断发展，激光焊接的质量要求也在不断的升高，激光焊接对要焊接的工件的加工装配程度要求是很高的，如果没有达到焊接的要求就极易产生不能焊接的状况。此外，激光焊接作为一种以自熔性焊接为主的焊接方法，一般不采用填充金属，因此在焊接一些高性能材料时对焊缝的成分和组织控制困难。而激光－电弧复合焊接不仅具有激光焊接的优点，同时也具有电弧焊接的优点，它的主要优势是间隙敏感性低和焊接适应性好，是一种优质高效焊接方法。

激光焊接和电弧结合在一起可以起到优势互补的作用，电弧可是稀释等离子体，减少其对激光光束的屏蔽作用，这样对于一些等离子体的焊接就可以通过激光-电弧复合焊来实现，同时激光焊接可以增加焊接过程的稳定性。利用电弧焊接可以改善焊缝成分和性能，对焊接特种材料或异种材料有重要意义。激光与电弧复合焊的方法包括两种，即旁轴复合焊和同轴复合焊。旁轴激光-电弧复合焊接方法是十分的简单就可以实现的，但是其有一个最大缺点就是热源是极其不对称的，因此焊接的质量是无法保证的，受焊接方向的影响它很难用于曲线或三维焊接。而激光和电弧同轴的焊接方法则可以形成一种同轴对称的复合热源，大大提高焊接过程稳定性，并可方便地实现二维和三维焊接。

3 激光焊接过程监测与质量控制

3.1 激光焊接过程监测

利用各种传感器对激光焊接过程中产生的等离子体进行检测是最常使用的方法。根据检测信号的不同，激光焊接质量检测主要包括以下几种方式：首先是光信号检测，我们要检测的对象是激光焊接中的等离子体的光辐射和熔池辐射。从检测装置的安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面检测。其次是声音信号检测，我们要检测的对象是焊接过程中的等离子体所发出的声音的震动，以震动的幅度来判断焊接的质量问题。再次是等离子体的电荷信号检测，我们要检测的对象是焊接喷嘴和工件表面等离子体的电荷。

在激光焊接的过程中我们要进行过程的检测和质量的控制，还可以使用光电传感器检测激光焊接过程中等离子体光辐射的变化强度。通过相关专家的研究成果表明，利用光电传感器不仅可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度、焦点位置所行的成形质量的变化，而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量。

3.2 激光焊接过程控制

激光焊接过程控制的主要内容就是对焊接工艺参数的控制。在激光焊接时，光束焦点位置是影响激光深熔焊质量的关键而又最难监测和控制的工艺参数之一。在一定激光功率和焊接速度下，只有焦点处于最佳焦点位置范围时，才可获得良好的焊缝成形。如何迅速确定激光焦点位置并将其控制在合适的范围，一直是激光焊接迫切要求解决而又难度很大的课题。

科技的发展水平一直都是推动经济建设不断进步的动力，在我们日常的生活中，我们每时每刻都在使用着各种科技产品，这些科技产品的出现都是伴随着各种工业工艺的不断进步而产生的，工艺的不断进步是要伴随着科技的创新。在经济不断发展的今天，工业企业要想不断的发展和壮大，就要进行新的生产技术的研究来实现。在以前的工业作业中，我们通常是使用传统的焊接的技术对零件进行组装的，组装的方式通常是铆接和焊接，但是在近年来，渐渐在工业生产上出现了激光焊接的这种新的焊接方式。激光焊接技术的不断发展促进了很多产业的快速发展，同时也为激光焊接机器的生产企业带来了巨大的经济利益，不断发展的激光焊接技术，企业就可以不断增加社会产品的丰富性，使人们的生活水平得到更大的满足的同时，也可使他们的经济效益得到更好的发展。

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