淺談激光焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

王越

摘要：激光焊接技術(shù)是高科技作用于焊接技術(shù)的重要產(chǎn)物，其凝聚著高質(zhì)量、高精度、高效率、地變形率等優(yōu)勢(shì)，是激光加工技術(shù)方面最為成功的技術(shù)成果之一。本文通過(guò)探究激光焊接技術(shù)及其目前的應(yīng)用現(xiàn)狀，綜合總結(jié)出激光焊接技術(shù)是未來(lái)我國(guó)各領(lǐng)域建設(shè)中重要的加工工藝，值得深入探究與利用。

關(guān)鍵詞：激光焊接;應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展前景

前言

激光焊接技術(shù)是于二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)并被快速應(yīng)用到各個(gè)工業(yè)部門(mén)中的工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，其與離子弧切割與焊接技術(shù)、真空電子束焊接技術(shù)等的成功發(fā)明并運(yùn)用標(biāo)志著焊接技術(shù)邁進(jìn)了一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域。激光焊接技術(shù)在焊縫寬度、質(zhì)量，焊接速度、焊接控制度、定位精確度等方面存在著其他熔化焊接技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，因而被廣泛的應(yīng)用到制造、冶金、汽車、生物醫(yī)學(xué)、電子、航空航天等各領(lǐng)域的高強(qiáng)鋼、特種耐熱耐腐蝕鋼、復(fù)合材料以及難熔金屬材料等材質(zhì)的加工處理中。

1.激光焊接技術(shù)綜合概述

1.1激光焊接技術(shù)

激光焊接技術(shù)是基于原子受激輻射原理而形成的新型焊接方式，其利用激光材料在受到某種激化而生成高強(qiáng)度的激光束來(lái)進(jìn)行焊接作業(yè)。通常情況下聚焦后的激光束的密度會(huì)在1000w/cm2，其在極為微妙的時(shí)間內(nèi)便可實(shí)現(xiàn)光能到熱能的轉(zhuǎn)化，而轉(zhuǎn)換過(guò)程中生成的溫度會(huì)在10000℃左右，激光焊接技術(shù)便是利用這種高熱量的激光脈沖對(duì)材料的指定部位進(jìn)行加熱，通過(guò)熱傳導(dǎo)作用將熱能傳導(dǎo)進(jìn)焊接材料的內(nèi)部并使其進(jìn)一步擴(kuò)散，材料熔化后便可以形成熔池，至此一個(gè)材料的焊接作業(yè)目的便以達(dá)到。

1.2激光焊接的特點(diǎn)

首先，激光焊接技術(shù)的能密度大且光束的聚焦與轉(zhuǎn)換速度極快，焊接作業(yè)中能有效的控制熱損傷的范圍，對(duì)熱傳感性較強(qiáng)的材料的加工極為有利;其次，激光焊接不會(huì)形成材料的氧化反應(yīng)，對(duì)焊接作業(yè)環(huán)境要求低;再次，激光束成功的避免了材料的磨損，為材料提供了使用年限上的保障;最后，激光焊接可以成功作用到絕緣材料的焊接程序中，有利于不同質(zhì)地的金屬材料的焊接。

2.激光焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1制造業(yè)

激光焊接技術(shù)在制造業(yè)中最成功的應(yīng)用當(dāng)屬汽車制造行業(yè)，早在九十年代美國(guó)、日本等國(guó)便逐漸將該項(xiàng)技術(shù)成功應(yīng)用到汽車車蓋、車身的材質(zhì)的切割與焊接中。激光焊接不容易造成車身材料的變形，更有利于車身平板坯的相互拼接，而激光焊接還能夠?qū)⒑穸燃皬?qiáng)度等存在較大差異的不同材質(zhì)的板坯焊接在一起，在提高了焊接速度的同時(shí)保證了部件的精度與整體性。

2.2電子工業(yè)

尤以微電子為主的電子工業(yè)發(fā)展中對(duì)激光焊接技術(shù)的應(yīng)用極為熱衷，這是因?yàn)榧す馐鴮?duì)材料的熱影響值小、熱化范圍較為集中，更利于集成電路與半導(dǎo)體等器件的殼體的封裝，因而其自發(fā)展以來(lái)很快成為電子工業(yè)發(fā)展應(yīng)用的技術(shù)手段。

2.3粉末冶金

目前粉末冶金材料正以其特性與優(yōu)勢(shì)逐步占領(lǐng)汽車、飛機(jī)等交通工具以及工具、器械等制造工業(yè)加工市場(chǎng)，逐漸取代鋼、鐵等傳統(tǒng)冶鑄材料。雖然粉末冶金材料在工業(yè)施工中占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)，但其在具體的零部件的銜接上仍存在較為突出的問(wèn)題，而激光焊接技術(shù)的成功應(yīng)用正好解決粉末冶金材料發(fā)展的困境。例如，激光焊接可以成功避免金剛石焊接中釬料熔化脫落的現(xiàn)象的出現(xiàn)，大大提高了金剛石的強(qiáng)度。

2.4生物醫(yī)學(xué)

在激光焊接生物組織方面，輸卵管與血管的成功焊接促使世界范圍內(nèi)各種生物組織的成功焊接與技術(shù)推廣;在激光焊接神經(jīng)方面，激光波長(zhǎng)、計(jì)量、膽總管等部分的焊接表明激光焊接技術(shù)在此方面亦發(fā)揮了較大的功效;在激光焊接縫合方面，其具有吻合速度快、愈合無(wú)異常反應(yīng)等特點(diǎn)。

2.5珠寶首飾

激光焊接技術(shù)應(yīng)用于珠寶首飾行業(yè)正是利用了其在作業(yè)時(shí)熱影響小、變形范圍小等特點(diǎn)，可以按照較為明確的要求對(duì)珠寶首飾進(jìn)行切割，節(jié)約了傳統(tǒng)切割所耗費(fèi)的時(shí)間且珠寶損壞的幾率也大大降低了。激光焊接也有利于將不同材質(zhì)的珠寶等焊接在一起，更有力的推進(jìn)了珠寶首飾式樣與構(gòu)造的創(chuàng)新性發(fā)展。

2.6航空航天

航空航天領(lǐng)域發(fā)展中熔覆技術(shù)在模具修補(bǔ)中占據(jù)極為重要的地位，熔覆技術(shù)是激光焊接技術(shù)中的一種，其在航空航天領(lǐng)域發(fā)展中的應(yīng)用較為集中于飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的耐熱及耐磨層等的修復(fù)，其在修復(fù)中具有結(jié)合強(qiáng)度高、定域性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。

3.激光焊接技術(shù)發(fā)展前景

3.1激光焊接過(guò)程的控制

激光焊接技術(shù)在對(duì)具體材料進(jìn)行切割或焊接作業(yè)時(shí)也會(huì)發(fā)生各種物理現(xiàn)象，但目前在焊接作業(yè)中對(duì)物理現(xiàn)象的信息掌握情況較低，在一定程度上影響了研究人員對(duì)激光焊接技術(shù)的研究。焊接作業(yè)中發(fā)生的光、蒸汽或等離子、超聲波等方面的物理反應(yīng)可以為研究人員構(gòu)建相應(yīng)的焊接工藝參數(shù)關(guān)系提供較為科學(xué)的數(shù)據(jù)，而精確的參數(shù)關(guān)系的構(gòu)建更有利于推進(jìn)激光焊接技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.2激光焊接設(shè)備的智能化進(jìn)一步發(fā)展

目前，激光焊接使用中逐漸出現(xiàn)了智能化，極大的推進(jìn)了各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中高精尖焊接工藝的發(fā)展，智能化的激光焊接技術(shù)不但可以大大降低操作人員的工作量還能進(jìn)一步精確激光位置、范圍，從而可以極大的推動(dòng)焊接作業(yè)的高效化發(fā)展。但目前激光焊接設(shè)備的智能化發(fā)展仍處于低級(jí)階段，未來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技水平的進(jìn)步、研究人員數(shù)據(jù)總結(jié)與技術(shù)探究的全面發(fā)展，激光焊接設(shè)備一定會(huì)實(shí)現(xiàn)全面的智能化發(fā)展，從而可以極大的推進(jìn)激光焊接技術(shù)的發(fā)展。

3.3激光焊接技術(shù)在特殊行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展

從激光焊接技術(shù)可以成功的應(yīng)用到生物醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展中，不難推測(cè)其未來(lái)很有可能以重要的手術(shù)工具的身份融入到臨床檢測(cè)、手術(shù)等更為特殊的行業(yè)發(fā)展中。為推進(jìn)激光焊接技術(shù)早日成功應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)等特殊行業(yè)的發(fā)展中，國(guó)家需要加大專項(xiàng)研究資金的支持力度且相關(guān)工作人員也需要結(jié)合各方面的數(shù)據(jù)資料，做好臨床研究實(shí)驗(yàn)以強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

4.總結(jié)

激光焊接技術(shù)作為一種實(shí)效性較強(qiáng)的高精尖焊接技術(shù)，以其特有的優(yōu)勢(shì)在多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展中均取得了較為矚目的成績(jī)，隨著技術(shù)的發(fā)展與研究力度的加大相信其必能作用到更多領(lǐng)域的發(fā)展中。文章通過(guò)對(duì)激光焊接技術(shù)綜合概述、激光焊接技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及激光焊接技術(shù)發(fā)展前景等三個(gè)方面的探究，總結(jié)出激光焊接技術(shù)在未來(lái)必將成為眾多領(lǐng)域生產(chǎn)發(fā)展的主要加工技術(shù)之一，希望更多的領(lǐng)域、行業(yè)與研究人員加大專項(xiàng)研究力度以促其快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭偉強(qiáng)，歐玉峰.淺談激光焊接技術(shù)及其應(yīng)用[J].科協(xié)論壇（下半月），2011，04：40.

[2]王晶，王俊恒，林久，王榮貴.激光焊接技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀[J].東方電氣評(píng)論，2013，04：21-26.