激光焊接機之激光焊接技術

       激光束高亮度、方向性好，單色性好，人們首先想到的是它可以熔化金屬、切割鋼板，自然也就想到激光焊接。作為一種高能量密度的熱源，激光束由于其潛的優勢，使其在焊接 領域得到了迅速的發展和應用，已逐漸成為傳統焊接技術的補充和發展，對其工藝方法的深入研究可為其在國內的應用建立良好的基礎。由于激光束本身的特點，使之成為未來制造系統共同的加工手段。

（一）激光焊接原理以及特點

        激光焊接原理根據激光焊時焊縫的形成特點，可以把激光焊分為熱導焊和深熔焊。前者使用激光功率低，熔池形成時間長，且熔深淺，多用于小型零件的焊接；后者的功率密度高，激光輻射區金屬熔化速度快，在金屬熔化的同時伴有強烈的汽化，能獲得熔深較大的焊縫，焊縫的深寬比比較大，可達12:1.

小孔效應

       材料表面發生汽化而形成小孔，孔內金屬蒸汽壓力與四周液體的靜力和表面張力形成動態平衡，激光可以通過孔中直射到孔底。這種現象稱為小孔效應（Keyhole Effect）。小孔的作用和黑體一樣，能將射入的激光能量完全吸收，使包圍著這個孔腔的金屬熔化?？妆谕庖后w的流動和壁層的表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持并保持動態平衡。

小孔效應原理圖

二）激光焊接優點

1.焦點光斑小，功率密度高，能焊接高熔點、高強度的合金材料。

2.不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式 焊接制程，機具的耗損及變形接可降至最低。

3.激光焊接自動化程度高，可以用計算機進行控制，焊接速度快，功效高，可進行任何復雜形狀的焊接。

4.激光焊接熱影響區小，材料變形小，無需后續工序。

5.處理工件可放置在封閉的空間。

6.激光焊接與電子束加工相比較，不需要嚴格的真空設備系統，操作方便，不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精確的對準焊件。

7.激光束易于導向、聚焦，實現各方向變換。生產效率高，加工質量穩定可靠，經濟效益和社會效益好。

（三）激光焊接的分類

根據激光對工件的工作方式或激光束輸出方式不同，可以把激光焊接分為脈沖激光焊接和連續激光焊接。

根據實際作用在工件上的功率密度或激光焊接時焊縫的形成特點，又可以把激光焊接分為熱傳導焊接和深熔焊接兩類。

脈沖激光焊加熱斑點微小，每個激光脈沖在金屬上形成一個焊點，要用于微型、精密元件和微電子元件的焊接。

熱傳導焊接激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等激光參數，使工件熔化，形成特定的熔池。其特點加熱速度快、焊點小、焊縫窄、熱影響區小，因而變形小，精度高，質量好。用于汽車飛機等有代表性的工業制造部門中。 接頭形式有對接、搭接、端接、角接等。

（四）激光焊國內外發展狀況  

       20世紀80年代中期，激光焊接作為新技術在歐洲、美國、日本得到了廣泛的關注。1985年德國蒂森鋼鐵公司與德國大眾汽車公司合作，在Audi100車身上成功采用了全球第一塊激光拼焊板。90年代歐洲、北美、日本各大汽車生產廠開始在車身制造中大規模使用激光拼焊板技術。目前，無論實驗室還是汽車制造廠的實踐經驗，均證明了拼焊板可以成功地應用于汽車車身的制造。

       最后，在中國，激光產業的未來發展方向，應是實現激光產業與傳統產業的緊密結合，用先進的激光制造技術改造傳統產業， 不僅提升著傳統產業的發展， 同時也借助傳統產業的優勢， 使自身取得廣闊的發展空間。希望不久的將來中國能在激光焊接方向站在世界的頂端，研究并生產出性能更優良的設備。