科技论坛 ·９７· 激光焊接工艺的现状与进展 苗晓军郑延召乔会杰万洪松 （平高集团有限公司，河南平顶山４６７００１） 摘要：激光焊接是一种利用高能量密度的激光作为热源的高精度高效率的焊接方法，主要用于焊接薄壁材料和低速焊接。其效率 高，精度高，而且，相对于传统的焊接方法而言，由于其本身的聚焦点更小，所以能使材料之间粘连得更好，不会造成材料的损伤和变形。 因此在各种工业生产中越来越被广泛的应用，其应用的范围包括了制造业、粉末冶金、汽车工业、电子工业、生物医学等。目前，明确激光 焊接工艺的发展现状，对其未来做出一个合理的展望，对蓬勃发展的激光焊接工艺来说极为重要。 关键词：激光焊接；现状；进展 自从激光焊接技术面世以来，就被越来越广泛的应用于各个领 过程中进行合理有效的动态监测，已经不是目前单一的传感技术可 域，并且越来越受欢迎。简单来说，激光焊接技术是现代化的技术， 以完成的了，需要我们在检测的过程中把多种传感技术融合在一 是非常高端的技术。激光焊接可以显著的提升产品加工的效率，同 起，这样才能提高其检测的精度。我国一个研究小组对超细晶粒钢 时还可以保证产品的质量。但随着激光技术被应用的更广泛，更精 的焊接性与激光焊接的特点进行了研究，其结论是无论选择合金 细，比如航空技术、医疗设施、精密武器等方面。人们对于激光焊接 钢、碳钢还是优质钢，在运用加热或是冷却时间短的激光焊接后，在 的要求也变得越来越高。毋庸置疑，激光焊接会得到更广泛的应用， 其焊接的接口出都会出现裂痕。［１ｌ可以得出结论的是：我国现在的激 所以，了解激光武器的发展现状并对激光武器未来的发展做出展 光焊接技术还无法有效的处理高强度的钢。这也是现在研究者需要 望，有很大的必要性。 解决的一个问题。已经提到过的，随着激光焊接技术被应用的越来 １激光焊接技术现状概况 越广，越来越深，我们对它的要求也的会越来越高。 １．１激光焊接技术的发展历程及现状分析 ２．２展望激光焊接技术工艺的未来 ２０世纪７０年代的时候，激光焊接技术第一次在生产中使用。 随着技术的进步，我们对激光焊接技术也开始提出了更高的要 最初的应用范围是焊接薄壁材料和低速焊接，大约是在２０世纪８０ 求，现在随着越来越多的领域借助激光焊接技术来提高生产率和产 有一些问题也逐渐的暴露了出来，如何去完善以便更好地 年代，欧洲、日本和美国开始研究这种新兴的科技。２０世纪初我国 品质量，接收了首台带材在线式焊接成套设备。２０１３年１０月，中国焊接的 去利用激光焊接技术还是一个很有必要的问题。在使用的过程中， 相关研究人员被授予布鲁克奖，这是焊接领域的最高学术奖。激光 首先暴露的第一个问题是激光焊接技术所要求的高精度性，这也意 焊接目前有很多优势存在，比如可以很容易的操控光路，对零件产 味着激光焊接技术相较传统的焊接技术对技术人员提出了更高的 生的变形小，而且精确自动，还不依赖真空工作室等。正因为激光束 要求。另一个问题是，在实际使用过程中，发现激光能量的转化效率 的清洁和可控制，而且激光与材料相互作用过程可以加快一部分波 极低，始终无法超过１０％。嘲另外，激光焊接设备的高科技性也带来 动的速度，与其他的加工方法相比有很强的竞争性。所以在各个生 了激光焊接设备的昂贵性和维修维护的高成本。所以现在激光焊接 产领域引起了很广泛的关注。由于激光焊接可以在提高效率的同时 技术虽然被应用的范围很广，但实际使用时候绝大多数还适用于回 保证质量，而且可以处理传统的焊接方法不能处理的东西，所以虽 报率高的生产线，如何控制激光焊接的成本，让其变得大众化也是 然现在激光焊接还存在着一些缺陷，比如一次性投资太大，焊件精 个值得思考的问题。从国内外激光焊接现状的分析中我们可以得 度要求太高等，但现在的发展速度仍然很快，其应用的范围目前已 知，日后对于激光焊接的思考方向还是在更好地规范焊接过程，研 经包括了制造业、粉末冶金、汽车工业、电子工业、生物医学等。而且 究更有效的激光发射器，以及更严密的检测激光焊接过程。未来的 正在被运用的更广泛、更深入。 焊接中可能会使用各种传感器的相互作用来更好地检测焊接过程。 １．２激光焊接技术在目前的主要应用 而且虽然现在激光焊接技术已经可以处理很多焊件，但还是存在一 激光焊接目前使用范围比较广。激光焊接不仅可以利用在工业 些无法处理的材料。在激光焊接之后，双光束激光焊接技术、激光复 生产中，还可以焊接以前的传统焊接方法无法处理的材料。比如钛 合焊接技术和三位可控激光头焊接技术也逐渐的发展起来，开始变 合金、碳钢和低合金高强度钢，并且能对其实现无缝焊接。在激光焊 得可以很好的处理铝合金和镁合金。为了应对各种材料的特性，还 接技术不断发展的进程中，激光焊接也逐步的被应用到一些高级领 需要研究者在激光焊接的基础上，不断地研究出适合特定材料的不 域上了比如航天飞机的建造、高级武器的制造、精密的仪器的制造、 同加工方法。而随着这种不同加工方法的出现，激光焊接能处理的 医用器具的制造等，还有一些应用的比较广泛的方面比如汽车和船 焊材也会越来越多。激光焊接技术是一种可以取代传统焊接技术的 舶的制造。毫不夸张地说，激光焊接已经覆盖了我国工业、农业生产 新型焊接技术，这一点是无可质疑的，激光焊接的未来有着无限的 一和服务业的方方面面。已经在我国的工艺生产中占据了极其重要的 可能 ，利用并将其发扬一定是焊接技术的一场革命。其存在对整个 地位。而且还对相关产业的发展有一个积极的推动作用，举个例子， 产品质量也有决定性的作用。未来还需要研究者们考虑着去发掘这 在电子工业中，由于产品越来越精细，所以逐渐增加的电路的集成 些可能。度和越来越小的零件尺寸使传统的焊接技术无法加工。这时候激光 ３结论 焊接技术的出现便成功的解决了这个问题，因为激光不需要接触到 激光焊接技术目前是一种新型的，而且已经在一定程度上被广 零件就可以进行加工。所以在电子产业中被广泛的引入。而在其他 泛的应用的技术。其出现很好的解决了一些传统的焊接技术束手无 的产业中，激光焊接技术也攻克了很多难题，相信激光焊接技术在 策的情况。并且将焊接运用到了更为广泛的地方。相信在不久的将 未来会应用的更广泛的。 来，这种高效高质量的焊接方法会取代传统的焊接方法。而我们目 ２未来激光焊接技术发展概况 前的主要工作，便是解决一些目前激光焊接技术存在的小问题，让 ２．１激光焊接技术研究进展及未来的研究方向 他能更好的被我们使用。相关领域的研究人员应该加快激光焊接技 从我国目前激光技术的应用来看，现在我们的主要研究方向主 术的优化和改进工作。让他能为我们的生产做出更大的贡献。 要集中在三个方面：怎样在激光焊接过程中进行合理有效的控制、 参考文献 怎样焊接过程中焊缝缺陷进行动态监测、怎样进行激光武器的研发 ［１】戴景杰．铝合金激光焊接工艺特性研究［Ｊ］．电焊机，２０１０，４０（３）：２０— 和升级。在这之中，激光武器的研发和升级又以怎样提升转化的效 ２３． 率为主。现在我国的激光器在结构方面是非常复杂的，目前怎样去 ［２］Ｔ春永．激光焊接技术及其在汽车工业上的应用［Ｊ］．现代焊接， 完善和升级激光武器仍然是一个值得思考的问题。怎样在激光焊接 ２０１２，３６（６）：４８—５１．