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浅谈激光焊接技术及其应用 摘要：激光焊接是利用激光束聚焦后所获得的能量高，方向性好的光束照射在工件所需的位，光能转化为热能，从而熔化金属进行焊接的一种工艺方法。激光焊接在机械，汽车，钢铁，造船，航空航天等行业得到了日益广泛的应用，并促进了技术的发展和进步。论述了激光焊接的工作机理及其特点，简单分析了影响激光焊接质量的因素，并介绍了激光焊接在现代工业实际中的应用关键词： 激光焊接　功率密度　熔焊　应用激光焊接的工作机理2 0世纪60年代以来，随着CO2，YAG等激光器的诞生，他们广泛应用于焊接中激光焊接的工作机理按激光器所提供的功率密度的大小可分为两种：其一是激光传热熔化焊，工件表面吸收射激光，然后通过热传导而形成一定体积的熔池，这类激光器的功率密度为105～106w／cm2。另一种为激光深熔焊，它是由于材料在高的功率密度下瞬间汽化而形成圆孔空腔，随着激光束和工件的相对运动似的远控附近的金属熔化，流动，封闭，凝固连接形成焊缝，这类激光器的功率密度为106～108w／cm2。2.　激光焊接的主要特性　与其他焊接方法相比，激光焊接的主要优点有：(1)激光焊接的功率密度大，方向性强(2)激光焊接速度快，深度大，变形小(3)激光焊接设备简单，可直接在大气中焊接，不需要真空或惰性气体的保护，便于用于实际生产。(4)由于激光束能利用反射面将其向任何方向弯曲或聚焦，所以适合于焊接较复杂的零件。(5)激光焊接还可以应用于异种金属材料的焊接，甚至可以焊接玻璃钢等非金属。但是，激光焊接也存在着一定的局限性：1、要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料。若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。2、激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。?随着市场的进一步扩大，电源设备的价格也将会有所下降，并将使激光混合焊接技术在更多的领域中得到应用。至少激光混合焊接技术在铝合金材料的焊接中是一种非常合适的焊接工艺，将在较长的时期内成为主要的焊接生产工具。?　3　影响激光焊接质量的因素激光焊接参数是决定焊接能力的重要因素，直接影响焊接质量，因此必须对激光焊的工艺参数进行研究和控制，才能有效采用激光焊接技术。主要的工艺参数有：激光输出功率，激光输出波形，激光脉冲宽度，离焦量和焦距，焊接速度，材料的吸收率，保护气体等。1)激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。2)光束焦斑。光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。3)材料吸收值。材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。4)焊接速度。焊接速度对熔深影响较大，提高速度会使熔深变浅，但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。所以，对一定激光功率和一定厚度的某特定材料有一个合适的焊接速度范围，并在其中相应速度值时可获得最大熔深。5)保护气体。激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，当某些材料焊接可不计较表面氧化时则也可不考虑保护，但对大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。氦气不易电离（电离能量较高），可让激光顺利通过，光束能量不受阻碍地直达工件表面。这是激光焊接时使用最有效的保护气体，但价格比较贵。氩气比较便宜，密度较大，所以保护效果较好。但它易受高温金属等离子体电离，结果屏蔽了部分光束射向工件，减少了焊接的有效激光功率，也损害焊接速度与熔深。使用氩气保护的焊件表面要比使用氦气保护时来得光滑。氮气作为保护气体最便宜，但对某些类型不锈钢焊接时并不适用，主要是由于冶金学方面问题，如吸收，有时会在搭接区产生气孔。4.　激光焊接工艺方法??1)、片与片间的焊接包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。对焊要求对缝质量较高，一般采用自动化焊接或手动焊接。参考机型：激光通用焊接机（氙灯泵浦Nd:YAG激光器）：AHL-W200、AHL-W400光纤传输激光焊接机：AHL-FW200、AHL-FW4002)、丝与丝的焊接包括丝与丝对焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4种工艺方法。对这种焊接一般不适合自动焊接，采用手动焊接或半自动焊接。参考机型