焊接技術的特點精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇焊接技術的特點，期待它們能激發您的靈感。

篇1

一、機械激光-電弧復合焊接技術的發展背景

機械激光-電弧復合焊接技術是為了滿足特定材料的加工焊接要求，綜合利用機械激光焊接和電弧焊接的優勢，將其物理性能和能量傳輸性能以恰當的方式融合到一起，形成的一種科學先進的技術手段。將電弧焊接和激光焊接技術取長補短的結合起來形成的激光-電弧復合焊接技術具有經濟、高效的特點，解決了許多材料的加工要求，實現了優質的焊接。

電弧焊接是應用最早且在材料技術上運用較普遍的焊接的技術，將電能轉換為熱能完成金屬之間的連接，分為非熔化極電弧焊接和熔化極電弧焊接，但是由于電弧能力分布密度特性，導致焊接速度較慢，焊接的深度和熔度較淺，造成材料容易焊接變形，并且生產效率較低。激光焊接可以利用高達107W/cm2的能量密度形成小孔和等離子體時的熱加工，激光焊接速度比較快，材料變形較少，通過較少的熱輸入量形成深度比大的良好焊接效果，從而實現精密焊接。但是也存在著一定的缺點，即焊接接頭的間隙要求較高、焊接過程的穩定性和激光能量的利用率較差、焊接厚度較高的材料成本過高。

為順應時展，綜合焊接需求，針對電弧焊接和激光焊接的優劣，在20世紀70年代末，英國倫敦帝國大學對復合焊接工藝進行了研究，提出了電弧與激光焊接結合的工藝概念，隨后英國學者和美國等科學研究者利用了激光配合一定量的輔助電弧，形成了現如今激光-電弧復合焊接的技術工藝，解決了焊接熔深淺問題和生產成本過高的問題，有效的提升了能量的利用率，提高了焊接的生產效率。

二、激光-電弧復合焊接的原理

激光―電弧復合焊接技術在工作時，激光及電弧同時作用在金屬表面的一點上。在激光的作用下，焊縫的上方會產生一定的等離子體云，這種等離子體云會吸收及散射進行射入過程中的激光，從而降低了激光能量的功能。在原有基礎上加上電弧后，能夠產生一定量的低溫低密度的電弧等離子，從而起到稀釋激光等離子體的作用，進一步提升了激光能量的傳輸效率。外加電弧還可以在進行焊接的同時實現對母材進行加熱，母材溫度的升高能夠提升對激光的吸收效率，從而增加焊接熔深。而且激光作用能夠降低電弧通道的電阻，也能夠加深該項技術的熔深。

三、機械激光-電弧復合焊接技術的特點

（一）提高了焊接過程的穩定性

激光焊接時，等離子體形成較多的帶電粒子，帶電粒子會主動吸收電弧，壓縮電弧的根部使電弧穩定燃燒，既增加了焊接的穩定性，使得電弧不隨意飄逸同時提升了電弧的能量利用率。

（二）實現高效率、低成本的焊接

機械激光-電弧復合焊接技術的最主要優勢和目的便是實現高效率、低成本的焊接。激光和電弧的相互作用下，使得用較小的激光和電弧能量便能完成材料的焊接，相比要達到同等效果所耗費的單獨激光和電弧功率要小許多，極大程度的降低了生產成本。同時與單純電弧或者激光焊接相比，復合焊接技術利用兩種熱源綜合焊接的優勢，輸入的熱量較小造成的熱影響區域面積較小，導致的工藝材料的焊縫變形量較小，較少了焊接后的工序處理，提升了生產工作效率。

（三）增加焊縫熔深，改善焊接成型

熔深淺是焊接技術中易出現的問題，而在激光的作用下，電弧可以深入到工件內部，到達焊縫的深處增加熔深，并且在電弧的作用下也會增強金屬的激光吸收率。形成較深的焊縫熔深改善了金屬的熔化程度，避免了焊縫咬邊的現象出現，同時，激光-電弧復合焊接技術還可以控制激光和電弧的輸出量，根據材料工件需求，單獨調節配比，獲得理想的焊縫熔深和深寬比。

（四）減少焊接缺陷，提升焊接質量

在電弧和激光的復合熱源焊接下，激光的作用減少了焊縫的加熱時間，使得焊接材料受熱面積減少，不易產生較大的晶粒，并且有效的減緩了熔池金屬的凝固時間，增加了熔池相變時間，將熔池的氣體充分排除，減少了諸如氣孔、裂紋等焊接的缺陷，提升了焊接的質量。

（五）降低要求，提升焊接適應性

單獨激光作用時，激光束直徑較小，對焊接接頭的間隙要求小于0.10mm要求較高。而在電弧的作用下，增加了工件材料的熔合區寬度，可以降低焊接接頭間隙的高精度要求。并且更適用于一些特殊的材料，如電弧在激光焊接之前可以清潔焊縫表面，去除氧化膜，從而更有利于焊接鋁合金。

四、機械激光-電弧復合焊接技術的應用

（一）應用到船舶制造業

因船舶制造業中造船所使用的鋼板厚度較厚，對于焊接要求較高，而單一的電弧焊接和激光焊接都無法滿足船舶制造業的需求。激光-電弧復合焊接技術具備著獨特的優勢，對于較大的焊件間隙可以放寬至1mm，相對于激光焊接的0.1mm，極大的提升了間隙距離，減少了焊接前的工作量和成本，使的船舶制造速度加快，成本下降，提升了制造效率。另外主要的優勢在于，激光-電弧復合焊接可減少焊件的變形量，使得焊接后的整形工作量也隨之減少，極大的減輕了人力成本。

（二）應用到汽車制造業

目前在汽車行業中，汽車設備逐漸向更輕薄發展，而汽車框架結構也引進了更多的鋁、鋁鎂等輕質合金，既改善了汽車的機動性能，使汽車流線性速度增快，也節約了能源減少了污染。以往汽車的焊接多采取激光焊和熔化極氣體保護焊，但是目前大多數采取了激光-電弧復合焊工藝的成熟焊接手段，滿足了汽車制造業焊接需求。例如德國大眾汽車工程公司的TGRAF等人自主研發了MIG復合焊接機頭，該焊頭結合電弧和激光焊接的優勢，以極小的幾何尺寸，安裝到弧焊機器人手臂，方便各空間、各角度的焊接。

（三）應用到石油管道中

通常石油管道焊接中，由于管道壁比較厚，需要使用電弧焊在特殊的坡口處多次焊接，不僅耗費人力帶來工作麻煩，而且焊接的引弧熄弧階段易產生缺陷。采用激光-電弧復合焊融合了電弧焊接的橋接能力和激光焊接的深熔性能避免反復焊接，確保一次焊接成型，從而減少了焊接的缺陷，也提升了石油管道焊接的效率。

篇2

【關鍵詞】復變函數；解析函數；概念探究；教學特點；教學建議

【中圖分類號】G642

引言

復變函數論是現行大學本科數學專業的核心課程，主要學習經典的解析函數理論.早在19世紀，有關解析函數的研究就已經形成了非常系統的理論.這一數學分支是19世紀最為獨特的創造，幾乎統治了整個19世紀，曾被認為是抽象科學中最和諧的理論之一.自其形成以來，一方面，它深刻地滲透到了代數學、解析數論、微分方程、概率統計、計算數學等數學分支；另一方面，它又被廣泛地應用于理論物理、彈性理論、流體力學、電學以及天體力學等方面.它和數學其他分支的聯系也日益密切.并且，對它的研究還發展出了一些新的數學分支.因而，在大學數學專業的課程學習中，解析函數的理論占有十分重要的地位.

一般而言，在本科階段該課程包含的主要內容有：解析函數及其性質、復函數的積分理論、解析函數的Taylor展式、解析函數的Laurent展式、留數理論、共形映射以及解析延拓等.這些內容都圍繞解析函數這個中心概念展開.要學好復變函數理論，弄清解析函數是一個關鍵.然而，在教學的過程當中，針對學生而言，對于解析函數概念的學習，尤其是對其本質的認識，仍然是一個薄弱的環節.所以，在教學的過程當中，有必要對解析函數的概念在深層次上作一定的剖析和探究，同時對其教學特點作一定的分析和總結.這樣一來，有利于教學活動的有效展開，起到事半功倍的作用.

文章首先論述了解析概念的產生，介紹了解析函數研究的背景及其發展過程；其次深刻分析了函數解析的本質，總結了若干解析的等價條件；然后具體剖析了解析概念在課程教學中的重要性；接著指出了現行課程教學中存在的突出問題；最后，針對問題分析了解析函數內容教學的特點并給出了相應的教學建議.

一、解析概念的產生

1.研究的歷史

復數以及復變函數的研究是與部分分式積分法，確定復數與復數的對數，保形映射，以及實系數多項式的分解等研究相聯系而被引入數學的.

三、解析概念教學的重要性

1.解析概念的地位

解析函數是復變函數論研究的中心對象，因而復變函數論常常又稱為解析函數論.解析函數是整個復變函數論最基本最重要的概念.

其重要性體現在：首先，通過解析函數的定義，將復變函數論的中心研究對象作了界定，使課程主題對象明確化.其次，由解析函數論研究的歷史，許多相關的數學和實際問題的研究其對應的對象都是解析函數，這在課程中有重要的體現.最后，在課程中，由不同時期關于復變函數的研究得到的結果是由解析這個概念系統組織在一起的.

2.解析概念的紐帶作用

現行大學復變函數論課程的內容因要求不同而有所區別.一般在本科階段該課程包含的主要內容有：解析函數及其性質、復函數的積分理論、解析函數的Taylor展式、解析函數的Laurent展式、留數理論、共形映射以及解析延拓等.如上所言，解析函數是該課程研究的中心對象，而解析又是該課程最基本最重要的概念.實際上，在課程教學中，解析概念還起著關鍵的紐帶作用.

除去復數與復變函數的基本概念外，課程其他部分的內容均圍繞解析函數而展開.在討論復積分時，由函數解析得到著名的柯西積分定理和柯西積分公式等結論；在復級數的討論中，得到冪級數的解析性和解析函數的級數性質；隨后對環狀區域內函數的解析與級數展開討論了條件與性質；在討論留數理論時，雖然是針對奇點（不解析點），但還是利用去心鄰域內函數的解析性；共形映射則從幾何的角度討論解析的性質與應用.所以，課程的各部分內容都是由解析概念聯系在一起的.

四、教學中的問題

1.背景知識教學的缺乏

目前，大學數學專業課程的教學中普遍存在概念背景知識教學的缺乏.通常直接給出概念以及公理、引理，接下來，大部分時間在做推理論證.這種教學和學習的方式使學生感到課程枯燥乏味，大大降低了學習效率.復變函數論課程的教學中當然也存在類似問題.

關于解析函數的概念，大多數教材都未給出相應的背景知識，教師教學時也不太重視這個問題.通常是給出定義后，僅將定義本身解釋一遍，而如此定義的原因、過程等等卻未給出相應的必要說明.如忽視了解析概念的研究的起源、解析函數研究的發展變化以及概念形成的背景等等.致使學生在學習中感到突兀和茫然，對概念沒有深刻的體會和把握，只能低效機械地學習.

2.概念本質的強化不夠

在通常的課程教學中，對解析概念的本質強化不夠.實際上，在學完了解析的概念（定義）后，學生對解析幾乎不可能有任何深層的體會.而在稍后幾部分重要內容即復函數的積分理論、解析函數的Taylor展式、解析函數的Laurent展式、留數理論、共形映射以及解析延拓等的學習中，教師和學生又會更加注重于數學邏輯的推導和技巧的鍛煉，往往忽視了在這些內容的教學和學習中去深化對“解析”的認識.

這樣一來，削弱了學生對解析概念的認識和體會，一定程度上使其降低了對各部分內容關聯度的認識，不能從更高的視野下來系統把握整個課程的內容.

五、教學的特點及建議

1.教學特點分析

由上述對解析概念的剖析探究以及復變函數論課程內容的特點，結合數學教育的內在規律，對于解析概念的教學，總結如下幾個特點：

（1）背景知識的教學，如研究的起源、發展、形成等對于解析概念的教學是必要的.恰當的背景知識的引入會使學生更為自然和輕松地接受概念，并且對知識的發展會有一定的歷史的把握.

（2）解析概念對應的實際意義，如映射的保形性、場的無源無旋性等內容的教學對加深學生在概念理解和接受上有很大的作用.它會在一定程度上將概念形象化，使學生易于接受.

（3）解析概念在整個復變函數論課程各部分內容的教學中具有紐帶作用，充分發揮并適時強化這一紐帶作用有利于學生對課程內容的全面把握.

（4）解析及其性質與實函數的對比在教學上有利于深化學生對解析概念的理解.函數的解析特性導致復函數在性質上與一元實函數有本質差異，在教學意比較這種差異有利于學生深刻領會解析的含義.

（5）解析的多種不同等價形式也有利于學生對概念的理解和掌握.熟悉并領會多種不同的等價形式不僅有助于理解概念，還有助于對整體內容的把握.

2.相應的教學建議

基于現行大學復變函數論課程的教學要求，根據上述解析函數概念的特征，結合教學過程中的典型問題以及解析概念教學的特點分析，對復變函數論課程中解析函數概念的教學給出如下建議：

（1）選取恰當的教材以及教學參考書，有目的和針對性地在教學過程中增強關于解析概念背景知識的教學.同時注重對解析給予恰當的實際解釋.一句話，就是要使解析這個概念在教學中不要太抽象.

（2）充分發揮解析概念在復變函數論課程中的紐帶作用.通過總結、展示各種不同形式的解析等價條件，強化學生對解析概念的理解.同時加強學生對整體內容的全面把握.

（3）在教學過程中，重視解析函數與一元實函數在性質上的比較.可引導學生通過比較二者的性質差異性，深化學生對解析內涵的認識.

【參考文獻】

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篇3

【關鍵詞】激光焊接；汽車制造；應用

激光焊接技術在汽車制造中的應用已經得到普遍的采用的工藝，經過80多年的發展，已經逐步發展成一種應用于各個行業的技術，在汽車制造中的應用更是推動激光焊接技術向工業化發展。

一、激光焊接技術的簡介

（1）激光焊接技術的原理。激光焊接是一種高速、變形極小、非接觸的焊接方式，適合大量且連續的在線加工。激光焊接技術的主要原理是利用激光產生波長單一的光束，選用化學能或者電能將液態、固態或者氣態介質，通過光學震蕩器產生，這些光束的可傳播距離較長，波長差異小，被集中率非常高，形成高功率的激光束，作用于金屬表面，能夠快速達到沸點，將金屬汽化。當金屬蒸汽以一定的速度離開金屬熔池的表面時產生的應力反作用，是熔化的金屬向下凹陷，出現一個小凹坑。進行繼續加熱，此時會形成一個非常細且長的小孔。隨著激光束的移動，小孔前方熔化的金屬會繞過小孔流向后方，冷卻凝固后形成焊縫。激光功率的密度決定著焊縫的深淺，激光功率密度較高時，熔深較大，焊縫深寬也就較大；激光功率的密度較低時，熔深較淺，焊縫的深寬也就較小。（2）激光焊接技術的分類。在汽車制造業中主要應用兩類激光焊接機是CO2激光焊機和YAG激光焊機，相應的激光焊接技術可以分為激光焊接、激光拼焊和激光復合焊接技術。（3）激光焊接技術的特點。一是能夠給有效的節約材料，加工的速度較快，可以減輕工作人員工作強度；二是激光焊接不直接接觸零件，工作產生噪音低，環保性強；三是有工作中帶來的熱量影響范圍小，造成產品零件熱變形非常小；四是焊縫焊接質量較高，外觀較為美觀；五是激光焊接技術的實施設備功能多，多成套或者成系列，操作方便靈活，提高工作效率；六是焊接精度高，在激光焊接機中配備計算機數控系統，能夠進行二維立體加工或者三維立體加工；七是對于質地堅硬、易脆裂、熔點極高和極薄的材料，具有特別的功效。

二、激光焊接技術在汽車制造中的應用

汽車制造成規模化發展已經成為一個重要趨勢，在汽車制造中，焊接工藝是一項重要工藝，也是整車流程中重要的銜接環節，激光焊接技術的廣泛應用，使焊接環節的工作效率大大提高，從而達到汽車制造過程優化效率的目的。目前在汽車制造中應用最為廣泛的焊接方式有激光拼焊、激光焊接和激光焊接技術。拼焊技術是汽車制造中的一個重要環節，普遍應用于汽車制造，在車身制造上的應用更為突出。激光拼焊幫我們解決了傳統車身制造方式的缺點，傳統方式是將各分部件先進行沖壓成型，之后再進行焊接，焊接的效果總是不盡如人意，融合處處理不是很完美，甚至融合不是很好。激光拼焊過程中，在車身制造時順序和傳統方式正好相反，先進行焊接，再進行沖壓成型。激光拼焊使用零件數量少，可以節約成本，并且能夠進行不同材質、不同部位的鋼板焊接，焊接精準度較高，這項技術在世界汽車制造業廣泛應用，在奇瑞、一汽等國內汽車公司都已近開始使用激光拼焊技術，并且是最先進的汽車車身焊接技術。激光焊接技術在汽車制造中的應用是從變速器的齒輪焊接開始的，這要求焊接不但要凈度高，還要質量高，才可以滿足變速器齒輪對運轉速度和重量的高要求。激光焊接技術具有高精度、高凈度的特點，可以減輕齒輪負擔。這種焊接技術的興起在20世紀80年代，克萊斯勒公司、通用公司、福特公司等最先將激光焊接技術應用到汽車制造中，而激光焊接技術帶來的高效率、高質量、低成本，成為美國汽車制造技術在世界領先地位的保障。隨著新型鎂、鋁等材料在汽車制造中的應用，對于焊接技術的要求也越來越高，激光焊接技術不但可以減少鎂、鋁化合物的產生，延長使用壽命，滿足功能要求，同時也兼顧了美觀。將激光焊接和電弧焊接綜合在一起，便是激光復合焊接技術，也可以看作是激光焊接技術的改進技術，不但提高了激光焊接技術的穩定性，焊接速度高，而且焊接的工作效率和質量都得到很大程度上的提高。

隨著我國改革開放的不斷深入，人們生活水平不斷提高，對汽車的需求也逐漸提高，而且對汽車的質量、外觀等方面的要求也越來越高，為了滿足這種社會需求，要求我國汽車制造企業要根據實際情況，引進先進的加工工藝，提高汽車制造中的工作效率和產品質量，同時降低成本，保證企業穩定、持續發展。因此，在汽車制造中廣泛應用激光焊接技術等先進工藝，已經成為國內汽車業內人士的關注。在“九五”期間，激光焊接技術已經被列入機械行業十大技術之一。在未來的發展中，激光焊接技術的產業化、規模化仍是我們努力的方向。

參考文獻

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【關鍵詞】焊接技術 汽車制造業 應用與現狀 發展前景

一、焊接設備和焊接的材料的科學應用

在汽車制造行業中焊絲、焊條、SnPb和CuZnMe都是比較常用的焊接材料。不同的焊接材料都有不同的特點，各種各樣的電焊條主要是用在手工電焊操作中，操作靈活、使用方便是其主要特性。在氣保護的焊接操作中主要使用的是藥芯焊絲，具有適應性強、焊接強度比較高的特性。SnPb主要適用在釬焊與釬涂的應用對象上。CuZnMe主要用于鋼結構件釬焊，具有成本低、效果好等特點。焊接設備的合理科學的應用促進了焊接技術的高水平發揮，是焊接材料的高效質量服務保障，同時更是不同的焊接工藝、焊接材料以及焊接對象與設備有機統一起來的橋梁和紐帶。因此，實現 焊接在工藝、材料與設備上的高度統一和高效服務能夠有效的減少各項工藝在環節上的復雜多變的銜接過程，便利了生產與其他各項操作和管理。

二、焊接技術的創新發展與汽車工業焊接技術的運用

（一）汽車工業中焊接工藝的現狀。

在汽車制藥業中焊接工藝是其中一項最為關鍵的技術，它與汽車涂裝、沖壓還有汽車整體裝配是汽車工業中的四大技術支柱。焊接技術涉及道路產品的生產工藝、設備的篩選、材料的管理、現場的控制以及計算機的科學應用和機械制造等其他學科，是一種跳躍式的發展，它是集成性能很強的一門綜合應用技術。汽車工業在制造過程中總共可以分為六大部分，分別是汽車的框架、汽車的車身、動力變速箱、汽車發動機、汽車車廂和車橋。在這六大組成中，無處不見焊接工藝的應用，包括了各種焊接技術、焊接工藝和焊接的方法，所以人們常說焊接工藝在汽車工業中的科學應用在汽車生產的珍格格過程中都占據了無可取代的重要地位。從焊接工工藝中的壓力焊、釬焊以及切割焊和電弧焊等遠離，可以將焊接工藝簡單分為點焊、對焊、電弧焊激光焊等等。

（二）焊接工藝中點焊工藝的創新式發展。

1.鎂合金點焊工藝

熱傳遞性能好、導電性強是鎂合金材料的主要熱點，鎂合金材料的熱傳導系數比傳統的金屬材料打出很多，因此在利用鎂合金材料進行焊接時需要使用比較大的電流，電流流經工件時所產生的電阻熱能夠大量融化材料金屬，在比較大的壓力下完成焊點的連接。由此我們可以看出，鎂合金點焊工藝主要是包括焊接的電流以及時間和壓力電極三大元素，鎂合金的點焊工藝主要是一般點焊和墊片附件點焊兩類。墊片附件工藝點焊在鎂合金和銅電極之間設置一定的尺寸，焊點的面積大、直徑大在焊接過程中焊頭可以貫穿工件是該工藝的主要特點。同時因為其焊點面積較大，也很容易產生較大的空洞，我們需要適當增大電流的下降的時間以此來解決這一問題。

2.NdFeB永磁體激光點焊

NdFeB永磁材料是近年來研發出的一種新型復合材料，該材料具有性能突出的磁能和環保性，被廣泛應用在電子和汽車制造業中。但是因為磁體自身具有很大的脆性，因此很容易發生易脆的問題。我們可以將一些具有剛性的材料與磁體材料相結合，進而解決磁體材料易脆的缺點。

三、激光焊接技術的發展

激光焊接技術簡單說就是通過具有較高強度的激光照射作用使材料表面可以通過熱能的吸收進而發生蒸發和融化，沿著實現規定好的方向形成焊縫，以此來達到汽車部件的焊接要求。激光焊接可以分為脈沖焊接和連續激光焊接等。脈沖焊接主要被用于材料質料輕薄的焊接和單點式的連續焊接中，后者適用材料質料較厚的的切割和焊接。總而言之，激光焊接技術的非接觸性焊接所帶來的無磨損特性是其主要的特點，同時還能夠提高焊接效率、降低噪聲污染低、減少環境污染的功能，在未來激光焊接技術必會得到更為全面的發展和創新。

四、焊接工藝在自動化方向的發展

近年來，我國汽車制造業快速發展使得自動化管理模式逐漸應用到汽車生產的每一項工藝中，如電源焊接、機器人焊接和變速箱焊接都是以自動化控制技術為主的。我們很容易就能看出，提高焊接設備的功能與自動化控制技術的發展與應用是分不開的。與此同時，自動化控制工程的高效發展是離不開計算機技術的技術支持，可以說自動化控制技術的發展是隨著計算機系統全面應用而來的。隨著科技的不斷進步，信息化時代的帶來，新的技術手段也在焊接生產的過程中得到應用和創新。汽車制造業中具有生產品種多、生產產品柔性化以及產品小型批量生產的特點，焊接機器人的研發與投入正好解決了汽車生產的現實特點，因此汽車工業在對新型汽車的生產線中，大力推廣焊接機器人的投入與應用是未來汽車行業的必然趨勢。

五、結束語

汽車工業的快速迅猛發展對焊接技術工藝提出了更高的要求，隨著人們的物質文化水平與生活水平都不斷提高，汽車工業應該充分根據焊接技術的廣泛應用做出快速調整，體現出了焊機技術舉足輕重的作用和創新的特點，更重要的是焊接技術需要突破傳統觀念的束縛，通過自主創新、完善管理鑒定的向著全自動化、一體化和現代化的發展方向發展。

參考文獻：

[1]喬培新，徐志強.現代焊接在汽車工程中的應用態勢與發展方向[J].第十次全國焊接會議議論文集，2009，（5）.

篇5

摘 要：激光是20世紀以來，繼計算機、原子能、半導體之后，人類的又一重大發明。由于其用于焊接技術中具有被焊件變形極小、熱影響區小、焊接深度/寬度比高、不局限于導電材料、不受磁場的影響、焊接過程中不產生X射線并且不需要真空的工作條件等特點，目前在很多的制造領域得到廣泛應用。以美國、日本和歐盟為首的發達國家非常重視激光焊接技術的應用和發展，并將其列入國家的發展計劃。該文對激光焊接技術的工作原理、工藝參數、特性特點和在現代工業中的應用等方面進行了綜述，研究表明它既是高質量、低成本生產不可或缺的技術手段，又是新產品研發的技術保證。

關鍵詞：激光焊接 工作原理 工藝參數 特性特點 技術應用

中圖分類號：TG45 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（a）-0059-02

焊接技術是實現材料永久性連接的方法，被廣泛應用在機械制造、動力工程、建筑工程、車輛工程、石油化工和航空航天等領域，已成為制造業不可或缺的加工技術。目前常用的焊接方法有電弧焊接、電子束焊接、電阻焊接和釬焊等。但這些焊接方法在空間限制和對精細件的操作等方面都存在各自的缺點。激光束作為一種高能量密度的熱源，因其具有高精度、高能量密度和適應性強的特點，近些年在焊接領域得到了迅速的發展和運用，已逐漸成為傳統焊接技術的補充和發展，并正朝著高質量、低成本的方向發展，具有很大的發展前景和發展潛力。在未來，其在材料連接領域必將起到至關重要的作用。

1 激光焊接的原理

激光焊接本質上是非透明物質和激光相互作用的過程。整個過程是極其復雜的反應過程，宏觀上表現為熔化、吸收、汽化和反射，微觀上是一個量子過程。根據焊接的機理分為熱傳導焊接和激光深熔焊。熱傳導焊接是當激光輻射到焊接材料上時，一部分激光被焊接材料吸收并將光能轉化為熱能，表面熱量通過以熱傳遞的形式向材料深處傳遞使焊接工件熔化，最終將焊件熔接到一起。激光深熔焊是將功率密度較大的激光束輻射到焊接材料時，材料將吸收的光能轉化為熱能，并被加熱到汽化產生金屬蒸汽，在金屬蒸汽離開工件表面時產生的反作用力的作用下，熔化的金屬液體流向四周并形成凹坑，隨著熱量的不斷產生，凹坑逐漸加深，當停止激光的照射后，凹坑周邊溶液回流、冷卻后將工件焊接在一起。

2 激光焊接的工藝參數

現在激光焊接在各領域中得到了廣泛的運用，因為焊接質量出現問題造成的危害是十分嚴重的，故正確控制和設定影響焊接質量的工藝參數，使其在激光焊接過程中控制在良好的范圍內，對保證焊接質量有著重要的意義。現實生產中激光焊接的工藝參數如下。

（1）焊接速度：焊接速度低會使焊接材料過度熔化，從而導致工件焊穿，而焊接速度過快又會使焊接的熔深過淺。所以在現實生產中對特定材料的厚度和激光功率有一個合理的焊接速度范圍。

（2）離焦量：離焦量是激光焊接的重要參數，因為離焦量改變了能量密度和光斑直徑。當離焦量較小時，激光光斑直徑小、功率密度大，熔池有較快的擴展速度，而初始匙孔直徑減小；如果離焦量較大時，初始匙孔直徑增大，而熔池擴展速度減慢，焊點尺寸有可能減小。

（3）激光脈沖寬度：激光脈寬由熱影響區和熔深確定，它區別于材料熔化和材料去除，決定加工設備的體積和造價。實踐證明每種材料都有一個可使熔深達到最大的最佳脈沖寬度。

（4）激光脈沖波形：當焊接材料表面被高強度激光束輻射時，將會有60%～98%的能量反射而損失掉，且材料的反射率會隨時間而變化。當材料溫度在熔點時，反射率會下降，當材料在熔化狀態時，反射率穩定在一定數值上。

（5）功率密度：單位面積內激光功率稱為功率密度，它直接影響材料的升溫時間，激光功率越大，材料表面溫度升得就越快。高功率密度在切割、打孔等材料去除加工中得到廣泛的應用。低功率密度易形成良好的熔融焊接，在傳導型激光焊接中，其數值控制在104～105 W/cm2。

3 激光焊接的特點

（1）激光的能量釋放極其迅速，整個焊接過程在幾秒內完成。這提高了焊接生產效率，并有效減少了焊接材料的氧化量。激光焊接的能量密度高并且熱量比較集中，因此焊接熱影響區極小，非常適合熱敏感材料的焊接。

（2）用偏轉棱鏡或反射鏡可以將激光束在任何方向聚焦和反射，并可用光導纖維傳到難以接近的位置，所以可以應用到無法安置或難以接近的焊接地點。

（3）激光束聚焦后可獲得很小的光斑，并能精確定位，因此可以用于微小型工件的大批量自動化生產。

（4）激光束易實現光束的空間和時間分光，能進行多光束同時加工和多工位加工，因而為精密焊接提供了有力基礎。

（5）激光焊接在具有以上優點的同時，也存在要求焊件裝配精度高、要求光束位置不能顯著偏移、最大可焊厚度受到限制、能量轉換效率太低和設備投資較高的缺點。

4 激光焊接技術的應用

隨著對焊接技術的研究和工業激光器的研發，激光焊接技術在量產焊接行業得到廣泛的運用。國外發達國家激光焊接技術在航空工業、核能設備、汽車制造、塑料焊接、船舶制造和特種材料焊接等領域已達到與傳統相融合，成為一項成熟的焊接技術。例如德國的奔馳、奧迪、大眾，瑞典的沃爾沃等汽車制造商從20世紀80年代就在車身、車頂和側框等部位采用激光焊接技術。近期世界各大汽車制造商都把鎂合金在零部件利用的多少作為衡量其產品技術領先程度的標志，而鎂合金在焊接時容易形成熱脆性大、組織疏松的氧化膜，其焊接工藝更為復雜，所以近期激光焊接鎂合金成為研究的熱點。國內對激光焊接技術的研究主要在激光焊接特性分析、控制、檢測，深熔激光焊接模擬，水下激光焊接、激光堆焊、填絲激光焊、鋁合金激光焊和寬板激光拼焊等質量控制方面。隨著我國工業制造的發展，高效的加工技術將是未來工業發展的趨勢，而激光焊接技術與這一發展趨勢十分匹配。但是我國在激光焊接的應用缺少更多的數據支撐，有待進一步深入研究。

5 結語

激光焊接技術是集激光技術、焊接技術、材料技術、自動化技術、產品設計技術和機械制造技術為一體的綜合技術。作為一種新型的焊接技術由于具有很強的加工能力、很高的適應性以及更加先進的質量檢測手段，激光焊接技術在許多行業已經逐步取代了一些傳統的焊接技術。伴隨世界工藝和技術的不斷發展，激光作為非接觸柔性制造工具的特點必將體現得更加鮮明。激光焊接必然會成為綠色環保、便捷高效、節能降耗的先進制造技術，促進我國產品技術改造和工業領域的技術進步，滿足我國制造業的發展需要。

參考文獻

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