激光焊接技术的研究现状与应用

董继同 张太起

摘 要：在经济发展中，工业占据重要的地位，工业的发展需要应用到激光技术，并且激光技术是当今各国研究的核心。随着工业发展过程中，对环保、自动化以及高效的需求在不断的增加，激光技术的应用范围也随之扩大，并在制造业中得到广泛的应用，尤其是激光焊接技术的应用成为重中之重。本文就激光焊接技术的概况进行阐述，并分析激光焊接技术的研究现状，并对其激光焊接技术的应用进行探讨，从而有效的促进工业的发展。

关键词：激光焊接技术;研究现状;应用

在激光工艺技术中，其激光焊接技术是其核心内容，并且也是目前重点发展的一种焊接技术。根据研究分析，国外已经将激光焊接技术应用在工业生产中。但是我国的激光焊接技术刚刚起步，在应用到工业发展中的时候，还需要根据我国工业发展的特点制定出相关的应用策略。随着工业的不断发展，在未来的发展中，高效的加工技术将会是发展重点，而激光焊接技术比较符合这一发展趋势，其未来的发展前景比较广阔，还需要对其进行不断的研究，加大在工业中的应用范围与效率。

1 激光焊接技术的概况

对激光焊接技术的研究中，首先需要对其基本概况进行了解。激光焊接技术指的是一种高效焊接工艺，其主要是通过运用激光束的辐射能量来实现的，将激光束进行高度的聚焦处理，并在此前提下，形成较高能量的激光脉冲，并以此来对材料进行加工，其使用范围是针对材料微小区域的焊接。与其他传统的焊接技术对比分析，激光焊接技术具有不可比拟的优势，其具有深度大、不易变形、速度快、焊接设备简单、操作方便等优点，并且针对室温等特殊环境中可以正常进行焊接，针对难溶材料包括石英、钛等可以进行焊接，其焊接效果好。但是在激光焊接的过程中，还会存在一定的缺陷与不足，其对焊接的配件要求较高，并且激光束在工件中的位置必须要准确，不得出现较大的偏移，其相关设备的成本较高，一次性的投资比较大[1]。

2 激光焊接技术的研究现状

目前，针对我国激光焊接技术的研究，其主要的激光生产设备有kw级的二氧化碳激光设备、1kw以下的固体YAG激光设备。在激光焊接技术研究的过程中，其研究领域主要集中在等离子体的形成机理、特性分析与检测、控制与激光模拟、激光堆焊、水下焊接技术、各种材料激光焊以及激光切割质量等方面。目前，激光焊接技术在高强度钢方面的焊接研究还不够完善，其应用缺少数据支持，还有待进一步的研究。

3 激光焊接技术的应用

3.1 在船舶制造业中的应用

由于船舶板材的厚度较大，其焊接缝较长，在焊接的过程中通常存在翘曲以及变形的问题。根据相关数据统计，如果使用传统的焊接技术，有四分之一的工作量是针对船板的整体形，极大的影响焊接进度，降低焊接效率。如果使用激光焊接技术，其能量密度高，光斑面积小等特点，焊接后不会出现上述问题。同时，针对船用板材制造的时候，由于工序不同，其工作台也就不同，其板材可以在切割完成之后送到另外的地方进行焊接处理。但是如果使用激光焊接技术，可以将其放在同一工作台上进行操作，有效的节省工作时间，提高焊接的效率。

3.2 激光焊接技术汽车工业中的应用

汽车工业是整个经济发展中的重要组成部分，尤其是在国外发达国家中，其每年生产的汽车数量非常庞大，其制造业的研发与改进直接关系到汽车的生产效率。因此，急需要提高激光焊接技术的作用。在我国，汽车行业逐渐发展起来，同样需要激光焊接技术提高生产效率，减轻汽车的自身重量，提高车身结构的轻度，有效的降低生产成本。目前，在大多数知名汽车工期中，均使用激光焊接技术，并且将其逐渐应用到中低档汽车的生产过程中，例如在大众汽车企业中，其激光焊接技术的应用范围在不断的扩大。在以往传统的焊接技术应用过程中，通常使用电阻点焊接技术，其要求凸缘宽度为16毫米，但是如果使用激光焊接技术，只需要将其控制在5毫米左右即可。通过以激光焊接技术来代替传统的焊接技术，每辆汽车生产中可以节省大约40kg的钢材，并且其焊接速度更快。

3.3 激光焊接技术在塑料加工中的应用

在国外激光焊接技术的应用过程中，针对塑料加工进行焊接处理已经成为比较常见的技术，但是在我国还处于初始阶段。由于传统的焊接技术通常以热熔焊接、振动摩擦焊接以及高频焊等为主要焊接方式，其对结构复杂以及加工比较精密的塑料加工工序无法达到较好的焊接效果。但是使用激光焊接技术可以达到理想的效果。

3.4 在生物医学中的应用

在上世纪七十年代，激光焊接技术就已经应用在生物医学领域中，其主要是通过激光焊接输卵管以及血管，随之越来越多的研究者将其应用在各种生物组织中，并取得了较好的应用效果。目前国内外在生物医学研究中，主要是针对激光焊接神经方面进行重点研究，其需要考虑到激光的波长、激光焊料的选择以及剂量等方面的内容。同时，近年来，将激光焊接技术使用到焊接牙科合金方面，成为一种新的焊接技术。

3.5 在电子工业中的应用

激光焊接技术在电子工业中的应用范围比较广阔，尤其是在集成电路以及半导体的设备封装过程中，通过使用激光焊接技术，可以突显出其独特的优势。同时，在真空器件研发的过程中，也需要应用到激光焊接技术。例如，在不锈钢支持环以及快热阴极灯丝组件中，需要使用激光焊接技术。由于传感器以及温控器的弹性薄壁波纹片的厚度需要控制在0.05-0.1毫米之间，如果使用传统的焊接技术来施工，无法达到预想的效果，在焊接的时候，容易将其焊穿，等离子的稳定效果较差，其受到多方面的因素影响。如果使用激光焊接技术，可以有效的解决上述问题，提高焊接效率与质量。

4 总结

针对目前激光焊接技术的应用以及研究的侧重点来看，在未来的发展中，其主要集中在新型激光焊接设备以及各个程序控制与焊缝的检测方面。激光焊接技术已经在各大工业中得到广泛的应用，并取得了较好的成就，其将会逐渐取代传统的焊接方法，其激光焊接技术将会得到进一步的完善与改进，并在工业领域中发挥出更大的作用。

参考文献：

[1]张文举.浅析激光焊接技术的工艺与方法[J].黑龙江科技信息，2011，15（06）：145-146.