王郡良

(渤海裝備遼河熱采機(jī)械公司, 遼寧 盤錦124209)

激光焊接技術(shù)同傳統(tǒng)的焊接技術(shù)相比更具發(fā)展性，但是與傳統(tǒng)的焊接技術(shù)相比，激光焊接技術(shù)的發(fā)展還存在著很多的局限性。首先，激光焊接技術(shù)的設(shè)備投資的數(shù)額相對于傳統(tǒng)的焊接技術(shù)設(shè)備是非常大的；其次，激光焊接技術(shù)對操作人員的技術(shù)水平要求是很高的，如果沒有相應(yīng)的技術(shù)水平是很難對激光焊接進(jìn)行操作的；這也使得激光焊接在我國的工業(yè)應(yīng)用還相當(dāng)有限的，但是，激光焊接技術(shù)還是具有其獨(dú)特的特點(diǎn)，它的生產(chǎn)效率是非常的高，而且它的自動控制性能是很好的，這也增大了激光焊接技術(shù)在大規(guī)模生產(chǎn)使用的可能性?，F(xiàn)在，激光焊接技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域中的許多成功應(yīng)用已經(jīng)凸現(xiàn)出激光焊接不同于傳統(tǒng)焊接方法的特點(diǎn)和優(yōu)勢，這也就成為了許多大激光器械制造企業(yè)前進(jìn)的動力，為他們的發(fā)展提供了一個很好的發(fā)展前景。

1 激光焊接的一般特點(diǎn)

激光焊接是一種利用光束作為能量來源的加工工藝，它同傳統(tǒng)的焊接技術(shù)和機(jī)械加工工藝相比較，具有很多的優(yōu)點(diǎn)：首先，激光的光束聚焦的點(diǎn)面積小，功率因此會非常的大，對一些密度高和熔點(diǎn)高的合金材料也可以輕易的焊接上；其次，激光焊接所使用的機(jī)器設(shè)備是無需接觸就可進(jìn)行焊接的，而且光束的功率大小也是可調(diào)的，這不但可以減輕工具的損耗也可以增加焊接的種類。再次，激光焊接可以通過計算機(jī)來操作，這就形成了它的高自動化，而且它的焊接速度是很快的，這就使激光焊接的生產(chǎn)效率是高于其他焊接方式的，這也就可以為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而可以促進(jìn)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度。最后，激光焊接對材料的表面影響非常的小，不會使材料產(chǎn)生變形的可能，而且材料在焊接后是無需后續(xù)工序處理就可以進(jìn)行使用的。并且，激光是一種可以透過玻璃進(jìn)行焊接的，它使得一些必須處于真空容器內(nèi)的工件以及處于復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部位置的工件可以順利得到焊接，這是因?yàn)榧す馐子趯?dǎo)向、聚焦，可實(shí)現(xiàn)各方向變換。

2 激光焊接工藝與方法

2.1 雙/多光束焊接

雙/多光束焊接的提出最初是為了獲得更穩(wěn)定的焊接過程和更好的焊縫成形質(zhì)量，它的作法是將兩臺或者是兩臺以上的激光器所發(fā)出的光束聚集在同一個加工的物件上，以增加輸出的功率。后來，隨著激光焊接技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，為減小在厚板焊接，特別是鋁合金焊接時出現(xiàn)氣孔的可能，可以使用雙/多光束焊接，減少焊接缺陷的產(chǎn)生幾率。

2.2 激光－電弧復(fù)合焊

激光－電弧復(fù)合焊接是近年來激光焊接領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。伴隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，激光焊接的質(zhì)量要求也在不斷的升高，激光焊接對要焊接的工件的加工裝配程度要求是很高的，如果沒有達(dá)到焊接的要求就極易產(chǎn)生不能焊接的狀況。此外，激光焊接作為一種以自熔性焊接為主的焊接方法，一般不采用填充金屬，因此在焊接一些高性能材料時對焊縫的成分和組織控制困難。而激光－電弧復(fù)合焊接不僅具有激光焊接的優(yōu)點(diǎn)，同時也具有電弧焊接的優(yōu)點(diǎn)，它的主要優(yōu)勢是間隙敏感性低和焊接適應(yīng)性好，是一種優(yōu)質(zhì)高效焊接方法。

激光焊接和電弧結(jié)合在一起可以起到優(yōu)勢互補(bǔ)的作用，電弧可是稀釋等離子體，減少其對激光光束的屏蔽作用，這樣對于一些等離子體的焊接就可以通過激光-電弧復(fù)合焊來實(shí)現(xiàn)，同時激光焊接可以增加焊接過程的穩(wěn)定性。利用電弧焊接可以改善焊縫成分和性能，對焊接特種材料或異種材料有重要意義。激光與電弧復(fù)合焊的方法包括兩種，即旁軸復(fù)合焊和同軸復(fù)合焊。旁軸激光-電弧復(fù)合焊接方法是十分的簡單就可以實(shí)現(xiàn)的，但是其有一個最大缺點(diǎn)就是熱源是極其不對稱的，因此焊接的質(zhì)量是無法保證的，受焊接方向的影響它很難用于曲線或三維焊接。而激光和電弧同軸的焊接方法則可以形成一種同軸對稱的復(fù)合熱源，大大提高焊接過程穩(wěn)定性，并可方便地實(shí)現(xiàn)二維和三維焊接。

3 激光焊接過程監(jiān)測與質(zhì)量控制

3.1 激光焊接過程監(jiān)測

利用各種傳感器對激光焊接過程中產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行檢測是最常使用的方法。根據(jù)檢測信號的不同，激光焊接質(zhì)量檢測主要包括以下幾種方式：首先是光信號檢測，我們要檢測的對象是激光焊接中的等離子體的光輻射和熔池輻射。從檢測裝置的安裝來看，主要包括與激光束同軸的直視檢測、側(cè)面檢測和背面檢測。其次是聲音信號檢測，我們要檢測的對象是焊接過程中的等離子體所發(fā)出的聲音的震動，以震動的幅度來判斷焊接的質(zhì)量問題。再次是等離子體的電荷信號檢測，我們要檢測的對象是焊接噴嘴和工件表面等離子體的電荷。

在激光焊接的過程中我們要進(jìn)行過程的檢測和質(zhì)量的控制，還可以使用光電傳感器檢測激光焊接過程中等離子體光輻射的變化強(qiáng)度。通過相關(guān)專家的研究成果表明，利用光電傳感器不僅可以自動檢測出焊接過程中因激光功率、焊接速度、焦點(diǎn)位置所行的成形質(zhì)量的變化，而且在一定工藝條件下還可以檢測焊縫內(nèi)部質(zhì)量。

3.2 激光焊接過程控制

激光焊接過程控制的主要內(nèi)容就是對焊接工藝參數(shù)的控制。在激光焊接時，光束焦點(diǎn)位置是影響激光深熔焊質(zhì)量的關(guān)鍵而又最難監(jiān)測和控制的工藝參數(shù)之一。在一定激光功率和焊接速度下，只有焦點(diǎn)處于最佳焦點(diǎn)位置范圍時，才可獲得良好的焊縫成形。如何迅速確定激光焦點(diǎn)位置并將其控制在合適的范圍，一直是激光焊接迫切要求解決而又難度很大的課題。

科技的發(fā)展水平一直都是推動經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷進(jìn)步的動力，在我們?nèi)粘５纳钪校覀兠繒r每刻都在使用著各種科技產(chǎn)品，這些科技產(chǎn)品的出現(xiàn)都是伴隨著各種工業(yè)工藝的不斷進(jìn)步而產(chǎn)生的，工藝的不斷進(jìn)步是要伴隨著科技的創(chuàng)新。在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，工業(yè)企業(yè)要想不斷的發(fā)展和壯大，就要進(jìn)行新的生產(chǎn)技術(shù)的研究來實(shí)現(xiàn)。在以前的工業(yè)作業(yè)中，我們通常是使用傳統(tǒng)的焊接的技術(shù)對零件進(jìn)行組裝的，組裝的方式通常是鉚接和焊接，但是在近年來，漸漸在工業(yè)生產(chǎn)上出現(xiàn)了激光焊接的這種新的焊接方式。激光焊接技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了很多產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，同時也為激光焊接機(jī)器的生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)利益，不斷發(fā)展的激光焊接技術(shù)，企業(yè)就可以不斷增加社會產(chǎn)品的豐富性，使人們的生活水平得到更大的滿足的同時，也可使他們的經(jīng)濟(jì)效益得到更好的發(fā)展。

[1]滕文華.激光—電弧復(fù)合焊接在汽車制造中的應(yīng)用[J].電焊機(jī)，2004（06）.

[2]宋東風(fēng),胡繩蓀,馬力.鋁合金激光焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].電焊機(jī)，2004（09）.

[3]雷振,秦國梁.激光與MIG/MAG復(fù)合熱源焊接工藝發(fā)展概況[J].焊接.2005（09）.