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1、第26卷第5期西安航空技术高等专科学校学报Vol126No152008年9月JournalofXi’anAerotechnicalCollegeSept.2008激光焊接技术的应用与发展杨春燕(西安航空技术高等专科学校机械工程系,西北工业大学机电学院,陕西西安710077)摘要:激光焊接是一种先进的焊接技术,激光焊接技术的发展过程是不断创新的发展过程,随着新的激光焊接技术和设备的研发,激光焊接正在逐渐取代传统的焊接技术。通过从激光焊接的性质、应用现状及最新发展成果的分析,较全面地介绍对这种先进焊接技术。关键
2、词:激光焊接;激光器;激光熔覆中图分类号:TG439.4文献标识码:A文章编号:100829233(2008)0520018203量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热,激光辐射前言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焊接,作为现代重要的加工技术之一,自1882年出现碳定熔池,从而达到焊接的目的。激光焊接主要针对薄壁材弧焊开始,迄今已经历了100多年的发展历程,为了适应工料、精密零件的焊接,可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。业发展及技术进步的需要,先后产生了埋弧焊、电阻焊、电渣激光焊接
3、中应用的激光器主要有两大类,一类是固体激焊及各种气体保护焊等一系列新的焊接方法。进入20世纪光器,又称Nd:YAG激光器。Nd(钕)是一种稀土族元素,60年代后,随着焊接新工艺和新能源的开发研究,等离子弧YAG代表钇铝柘榴石,晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG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激光器波长为1.06mm,主要优点是产生的光束可以通过光续应用到各工业部门,使焊接技术达到了一个新的水平。特纤传送,因此可以省去复杂的光束传送系统,适用于柔性制别是近年来,各种尖端工业的发展需求,不断
4、提出了具有特造系统或远程加工,通常用于焊接精度要求比较高的工件。殊性能材料的焊接问题,如高强钢、超高强钢、特种耐热耐腐另一类是气体激光器,又称CO2激光器,分子气体作工作介蚀钢、高强不锈钢、特种合金及金属间化合物、复合材料、难质,产生平均为10.6mm的红外激光,可以连续工作并输出熔金属及异种材料焊接等等。激光焊接技术以其与其它熔很高的功率,标准激光功率在2-5千瓦之间。化焊相比独具的深宽比高,焊缝宽度小,热影响区小、变形1.1激光焊接的种类小,焊接速度快,焊缝质量高,无气孔,可精确控制,聚焦光点激光焊接分
5、为脉冲激光焊接和连续激光焊接两大类。小,定位精度高,易实现自动化等优点,在各种加工制造业中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得到了高度重视。接,可以实现薄片(012mm以上)、薄膜(几微米到几十微米)、丝与丝(直径0102—012mm)、密封缝焊和异种金属、异种材1激光焊接技术料的焊接,如集成电路外引线和内引线(硅片上蒸镀有激光焊接是一种新型的熔化焊接方式,是利用原子受激118μm的铝膜和50μm厚铝箔间)的焊接,微波器件中速调管辐射的原理,使工作物质(激光材料)受激而产生的一种单色的钽片和
6、钼片的焊接,零点几毫米不锈钢、铜、镍、钽等金属性好、方向性强、强度很高的激光束。聚焦后的激光束最高丝的对接、重迭、十字接、T字接,密封性微型继电器、石英晶能量密度可达1013w/cm2,在千分之几秒甚至更短时间内将体器件外壳和航空仪表零件的焊接等。光能转换成热能,温度可达一万摄氏度以上,利用这种高能连续激光焊接主要使用大功率CO2气体激光器,适合于收稿日期:2008205213作者简介:杨春燕(1968-),女,陕西省延安市人,1990年毕业于沈阳航空学院,西工大机电学院在职研究生,现任西安航专机械系讲师,
7、研究方向,机电一体化。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第5期杨春燕:激光焊接技术的应用与发展19从薄板精密焊到50mm厚板深穿入焊的各种焊接。完成车身某一部位的制造,例如前档风玻璃框架、车门内板、1.2激光焊接的特点:车身底板、中立柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、激光焊接与传统的熔焊工艺相比,具有的优势主要集中减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量
8、、降低成本和提在以下几个方面:高尺寸精度等好处。而激光焊接主要用于车身框架结构的(1)能量密度大且放出极其迅速,在高速加工中能避免焊接,例如顶盖与侧面车身的焊接,传统焊接方法的电阻点热损伤和焊接变形,可进行精密零件、热敏感性材料加工。焊已经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术,工件连接(2)被焊材料不易氧化,可以在大气中焊接,不需要气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体保护或真空环境。车体的刚度
