激光焊接技术的现状展望

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摘 要：文章通过对激光焊接技术的内涵以及分类出发,就目前国内外激光焊接技术研究现状进行综合性、系统性的分析,并结合未来制造业发展需求以及激光焊接的特点,对其未来的应用以及发展进行展望.

关 键 词：激光焊接技术；研究现状；未来制造业

中图分类号：TG456文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）06-0011-02

21世纪是现代科技高速发展的时代,而激光技术作为目前时展中人们所最为瞩目的可击之一,其不仅仅是应用于现代军事领域,同样随着激光技术的日益娴熟以及其本身的制造工艺和应用工艺的普遍化,未来能够在更多的行业得到广泛应用,其中就包括传统制造业.由于传统焊接本身更多是依赖于焊接人员自身的工作经验以及对于焊接目标的目测实现焊接,其往往精度存在一定的偏差性,很难实现高精度项目的作业,而激光焊接无疑能够有效解决这一难题,利用激光技术准确对现有的目标进行准确的焊接,从而大大提升了焊接的准确性和有效性.未来随着工业现代化的迅猛发展,激光焊接技术有着广阔的应用空间.鉴于此,本文主要通过对激光焊接技术的内涵以及分类出发,就目前国内外激光焊接技术研究现状进行综合性、系统性的分析,并由此结合未来制造业发展需求以及激光焊接的特点,对其未来的应用以及发展进行展望.

1激光焊接技术的内涵及分类

激光焊接顾名思义就是传统焊接技术与现代激光科技的结合,其主要是利用利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法,利用激光本身的高度聚焦,在短时间内形成强烈的脉冲,从而对材料进行加工和切割.相对于传统焊接而言,其本身精度更高,更加的灵敏,焊接小了也更高,因而适用于在材料的微小区域进行焊接.激光焊接技术借助于特定的戒指的往复振荡,将其转化为高辐射能量,并且对这一辐射能量进行聚焦,由此超过材料的燃点,最终实现不同材料之间的粘连.

从现代激光焊接的发展现状以及特点来看,其主要分为两类,一是激光深焊接,其主要是通过将大功率激光束直接投射到材料表面,利用热能与光能的转化,从而使得材料在持续照射下软化直至融化；另一类是是热传导焊接技术,与激光深焊接的主要差异在于材料表层的热量通过热传导方式继续向材料内部传送,最终实现使焊接材料合二为一.

上述两种激光焊接其主要是利用了不同能量之间的转换从而实现了对于不同材料的粘连,即实现了焊接.由于激光焊接本身精度更高,更加容易对能量进行聚焦,因而更加容易控制,且能够实现较远距离的焊接,因此其本身的应用更多的是在现代高新技术行业,例如电子器件以及仪表器件等对于焊接精度要求较高的行业,借助于其独特的优点,目前已成功应用于微、小型零件的精密焊接中.而未来随着现代科学技术的发展以及不断进步,对于激光焊接的应用以及发展也变得更加的多元化,从而形成更多的分类,例如双光束复合焊、激光-MIG复合焊、激光-电弧复合焊等等,他们的出现无疑能够进一步拓宽激光焊接技术的应用领域,提升整体传统制造业的焊接效率和精准度.

2当前激光焊接技术的研究现状

2.1国外对其研究现状

由于国外激光技术以及制造业较为发达,因此他们早在上世纪八十年代就已经逐步开始研究以及分析如何将现代激光技术应用在传统制造业中.以欧盟、美国等西方国家和亚洲的日本为例,他们借助于自身发达的科学技术实力以及良好的制造业基础,在政府合理的引导以及财政支持下,激光焊接技术发展非常快速,特别是进入新世纪以后,已经在许多的制造业和其他行业中能够看到激光焊接结束的应用,包括电子工业、造船工业、汽车工业等等,都能够看到现代激光焊接技术的应用.并且,他们为了能够对整个技术进行合理的应用,已经初步形成了焊接技术的行业标准,从而使得其能够在一个合理可控的范围内得到应用.与此同时,为了进一步提升焊接效率,使得激光焊接技术能够更好地应用于现代大型生产,特别是大型制造业以及建筑业,西方发达国家近年来在积极研究如何提升激光焊接的效率,通过大功率激光器的研究,进一步推动和实现大功率激光焊接技术的实现,由此真正将其应用到大型制造业、建筑业甚至是军事领域,进行潜艇以及军舰的制造.

2.2国内对其研究现状

相对于国外成熟的技术而言,我国指导改革开放之后在开始逐步接触和了解激光技术,而直到上世纪九十年代末才开始逐渐将激光技术与传统焊接应用相结合.目前,激光焊接技术研究在国内走在前列的当属哈尔滨焊接研究所.近年来,其除了进一步拓宽和研发新的激光焊接种类以及设备之外,也在积极模仿以及参照国外研究的最新动向,不断寻求大功率激光焊接技术的突破与发展.而最新的研究成果显示,他们成功克服了国内大型构件的焊接难题,这无疑标志着我国在激光焊接技术领域的重大突破,也为未来大型工程重大应用奠定了基础.

除此之外,目前国内的激光焊接技术研究还集中在激光热丝焊、异种金属焊等领域,他们都是现代激光焊接技术研究的最新课题.而国外在相关研究领域已经取得了突破,特别是德国已经初步掌握了异种金属焊的技巧和方式,而未来我国要想真正熟练的应用以及掌握激光焊接技术,将其应用到更多的领域以及行业内,无疑就必须要攻破上述课题,要进一步完善以及优化激光焊接技术.

总体而言,虽然国内的激光焊接技术与国外目前的研究以及发展进度存在一定的差距,但是随着研究的不断深入,这一差距正在被逐步缩短,未来其必然会被广泛应用于实际生产和生活中.

3激光焊接技术的发展趋势

激光焊接作为现代科技与传统技术的结合体,其相对于传统焊接技术而言,尤其独特之处并且本身的应用领域以及应用层面更加广泛,可以极大的提升焊接的效率和精度.其功率密度高、能量释放快,从而更好的提高了工作效率,同时其本身的聚焦点更小,无疑使得缝合的材料之间的黏连度更好,不会造成材料的损伤和变形,所以焊接之后也无需进行后续处理.由此,其本身主要是应用于高新技术领域,而未来随着人们对于这一技术的了解以及掌握的不断深入,必然可以应用于更多的行业以及领域.

可以说激光焊接技术的出现,实现了传统焊接技术所无法应用领域,其能够简单的实现不同材质、金属与非金属等多种焊接需求,并且因为激光本身的穿透性和折射性,使得其能够依据光速本身的运行轨迹,实现360度范围内的随意焦,而这无疑是传统焊接技术发展下所无法想象的.除此之外,因为激光焊接能够在短时间内释放大量热量实现快速焊接,因而其对于环境要求更低,能够在一般室温条件下进行,而无需再在真空环境或是气体保护状态下.

经过几十年的发展,人们对于激光技术的了解以及认知程度最高,其也从最初的军事领域逐步扩展到现代民用领域,而激光焊接技术的出现进一步拓展了激光技术的应用范围.未来激光焊接技术不仅仅能够用于汽车、钢铁、仪器制造等领域,其必然还可以在军事、医学等等更多的领域得到应用,特别是在医学领域,借助于其本身的高热量、高融合、卫生等特点,更好的在神经医学、生殖医学等临床诊治中应用.而其本身的精度优势也会在更多的精密仪器制造业中得到应用,从而不断造福人类以及社会的发展.