激光焊接技术的工艺与方法

激光焊接技术的工艺与方法

黄卫国

东莞市沃德精密机械有限公司 广东东莞 523000

摘要：在我国当前发展的过程当中，化工制造行业也在不断的发展与完善，并对于焊接技术的应用与质量有着更高的要求。可是，传统的焊接技术存在着很多的弊端与问题，这些问题并不是轻而易举就能解决的，而激光焊接技术的出现为我国制造行业的发展提供了很大的帮助，使很多的产品在进行生产与制造的过程当中都能加强其质量与效率。因此，本文对于激光焊接技术的工艺与方法进行研究，仅供参考。

关键词：激光焊接技术；应用工艺；应用方法

引言

现如今，我国很多的领域都已经离不开激光技术的运用，其出现的性能与表现能力也得到了人们的关注与好评。在20世纪末期，欧洲的发达国家就已经在工业制造方面开始运用激光焊接技术，虽然我国应用这项技术的时间比较晚，且在研究方面也比其他国家慢，但还是将其在我国制造业中进行应用。当前时代的工业制造行业已经朝着环保、高效的方向在不断地发展，激光焊接技术的应用更是缺一不可，保障了我国工业制造行业的质量与发展效率。

一、激光焊接技术的工艺

（一）功率及密度

在进行激光焊接的过程当中,激光的功率及密度被研究人员认为是最关键的参数,若能利用较好的功率和密度,则能够在几秒乃至几微妙的时间内使金属升温至熔点,使熔融的金属激光光束的聚焦光点尺寸满足了激光焊接的需要,且光点的尺寸大小和激光器所输出的光束模式也是密切相关的,若是光束模式愈低,聚焦后所形成的光斑直径越小，激光焊接的缝隙也会越窄，热影响区也会逐步较小。

（二）脉冲波形

脉冲波形在激光焊接技术中也是一个十分关键的内容,尤其是对薄板的焊接有着很重要的帮助。反射率则是由于金属材料表面温度的不同,改变了在一个激光脉冲效应所产生的时间内变化,这就会使得金属表面的反射率数值改变相当大,像正弦波会在一些散热快的工件中进行应用，不仅具有飞溅小的特点，而且熔深也会比其他波形较深。方波一般会在具有散热慢特点的工件上进行使用，虽然出现了飞溅大的情况但是熔深也是非常大的。工作人员通过快速的渐升、渐降这两种方式的调整，能够使焊件避免激光的功率开关，并在一瞬间突然打开和关闭，产生焊缝的起始气孔或者是收尾弧坑裂纹的缺陷，影响到激光焊接技术的应用质量。

（三）离焦量

在激光焊接技术运作的过程中，离焦量主要指的是在工件的表面因为偏离了焦平面所产生的距离，离焦的位移也可以对焊接后的所形成的小孔产生一定的作用。一般来讲,处于工件上方的离焦虑被称为正离焦,而偏离于工件上方的离焦点称为负离焦,如果是在正负离焦量都相等的情况,两个方法所面对的功率和压力都是大致相同的,虽然如此，但是两种技术所获得的熔池形状也会有所不同。通过实验证明，在激光加热到50~200us的时候，材料开始形成融化的状态，在形成液相金属的同时出现部分汽化的反应，并有高压蒸汽随着汽化的反应而形成，在喷射的过程中有闪亮的白光形成。

除此之外，用高浓度的气体就可以将液相金属赶制熔池的边缘,就可以发现在熔池中是不是已经产生凹陷的负离焦反应,如果是发生了,会由于金属材料内部的热功率密度会超过金属表面的内部压力,很容易产生比较剧烈的熔融和气化情况,使激光焊接方法能够在金属材料的内部进行热传输。但是在实际进行应用的过程中,如果熔深的情况比较大的时候，工作人员应当采取负离焦的方式进行焊接，如果对薄材料进行焊接的时候就能采取正离焦。从这也就能够看出，工作人员在运用激光焊接技术的过程中，也要根据实际的情况进行应用，在保障焊接成功的同时提高工件焊接的质量。在激光焊接时提供惰性气体（NO2）保护焊接处，且在焊接上方需要增加抽尘功能将废气抽离设备。保持设备处于较佳的工作状态，进而提高和保证工件的焊接质量。

二、激光焊接技术的应用方法

（一）粉末冶金领域的应用及方法

在当前时代发展的过程当中，由于粉末冶金材料本身就具有特殊的功能与制造的特点，并逐步代替飞机、汽车等制造业所需的传统冶铸材料，而且随着时代的发展，粉末冶金材料的需求越来越大，而且它与其他的零件进行连接的问题也得到了前所未有的关注。在上世纪80年代初期，由于激光焊接技术本身就有着独特的特点，将其技术应用到粉末冶金领域当中，不仅能够加强焊接的强度，还能使焊接完的物品具有耐高温的性能，从而使激光焊接技术在应用的过程中也能保障其他领域的需要。

（二）汽车工业的应用及方法

在汽车工业当中，像奥迪、奔驰、大众等一系列欧洲的汽车制造厂已经在上世纪80年代当中就开始运用激光焊接技术对车顶、车身等材料进行焊接，那时候的焊接技术就已经应用到汽车工业当中，虽然说起步较晚，但是其发展的速度还是非常快的。而高强度的激光焊接装配件的使用会因为性能的良好而应用到汽车其他零部件的制造过程中，成为了一种独特的汽车零部件制造工艺。我国的科研院所在研究的过程中，也将激光焊接技术融入汽车制造领域当中，这也能够看出激光焊接技术在我国乃至全世界的汽车工业中都得到了广泛的应用。

（三）多光束焊接

多光焊接技术,主要是利用把两台甚至是两台以上的激光器所辐射出来的激光集中到同一个位置上,这样就可以在完成焊缝的同时得到较多的激光热量,同时也可以达到较高的熔深和焊缝的热稳定性,并且在很大程度上加强了焊缝成形的质量。在当前世界发展的过程当中，激光焊接材料的使用规模也正在逐渐增加中,但在进行厚板焊接、铝合金材料焊接的过程中很容易就会出现小气孔,所以为避免这样的现象,在进行技术应用的同时通常会采用按前后顺序、水平排列的二束激光进行多光束焊接,使得产生焊缝的小孔数量比较稳定,从而减少了焊缝缺陷产生的几率。

（四）电弧复合焊

随着近些年的不断发展，电弧复合焊的研究与发展也在不断的完善当中，可是对于工业生产而言，激光焊接的要求与水平也越来越高，导致激光焊接技术的缺陷无法用肉眼就难看出来。激光焊接技术在运作的过程中，很容易就会出现间隙适应性差的问题，而且因为激光焊接技术本身就属于自熔性质的焊接工艺，一般来讲是不能应用在填充金属的工作当中的。正是由于这一问题，导致激光焊接技术在对高性能材料进行焊接的过程中，无法对焊缝的成分与组织进行控制，但是电弧复合焊这一方法就能解决这些问题。将电弧复合焊这一方法进行应用的过程当中，为了能够解决相应的问题，首先就要保障其技术具有高速度、大熔深、小变形的使用特点，而且间隙的敏感性也会逐步降低，焊接的适应性也会更好。其次，在应用电弧复合焊进行焊接的过程中，要保障工件装配的要求不高，并具有一定多个间隙适应性，减少气孔出现的同时，也会保障工件焊接的质量。

结束语：纵观全文来看，在当前焊接工艺及技术不断发展的过程当中，激光焊接技术的应用前景与效果早已超出了其他的焊接工艺，国内的技术研究部门也开始对其进行着力的研究与探索，在保证其技术应用的质量同时，也促进了激光焊接技术在当前社会中发展的效果，为我国制造工业的发展提供很大的帮助。

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