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1、激光焊接應(yīng)用秦可涵2011年4月【摘要】20世紀(jì)70年代美國進(jìn)行了兩大研究：一是福特汽車公司進(jìn)行的車身鋼板的激光焊接，二是通用汽車公司進(jìn)行的動力轉(zhuǎn)向變速器內(nèi)表面的激光淬火。這兩項研究推動了Z后機(jī)械制造業(yè)屮的激光加工技術(shù)的發(fā)展。到80年代后期，以激光焊接、激光切割和激光淬火為代表的激光加工得到了迅速增長。激光加工具冇獨(dú)特的優(yōu)異性能和高柔性、高效率等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域、汽車制造業(yè)、鐵路機(jī)車制造業(yè)和金屬材料加工等行業(yè)。在歐美發(fā)達(dá)國家屮，大約有50%?70%的汽車零部件都用到了激光加工技術(shù)，并以激光焊接和激光切割為主。上海大眾等汽車制造廠采用激光加工技術(shù)
2、焊接車身與箱體等部件?！娟P(guān)鍵詞】激光，焊接，發(fā)展，應(yīng)用【正文】1、原理：激光焊接是將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的和互作用,金屬吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能使金屬熔化后冷卻結(jié)品形成焊接。激光焊接的機(jī)理有兩種：(1)熱傳導(dǎo)焊接當(dāng)激光照射在材料表面時，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，將光能轉(zhuǎn)化為熱能而加熱熔化，材料表面層的熱以熱傳導(dǎo)的方式繼續(xù)向材料深處傳遞,最后將兩焊件熔接在一起。(2)激光深熔焊當(dāng)功率密度比較大的激光束照射到材料表而時，材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能，材料被加熱熔化至汽化，產(chǎn)生大量的金屬蒸汽，在蒸汽退出表面時產(chǎn)生的反作用力下，使熔化的金屬液
3、體向四周排擠，形成凹坑，隨著激光的繼續(xù)照射，凹坑穿人更深，當(dāng)激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩焊件焊接在—起。此外，激光一電弧復(fù)合是激光焊接的主要手段，通過激光與電弧的相互影響,產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)。深熔焊接時，激光產(chǎn)生的等離子體冇利于電弧的穩(wěn)定；可提高加工效率；可提高焊接性差的材料諸如鋁合金、雙相鋼等的焊接性；可增加焊接的穩(wěn)定性和可靠性。2、特點(diǎn):激光焊接具有溶池凈化效應(yīng)，能純凈焊縫金屬，適用于相同或不同材質(zhì)、厚度的金屈間的焊接，對高熔點(diǎn)、高反射率、高導(dǎo)熱率和物理特性相差很大的金屈焊接特別有利。激光束可以被聚得很細(xì)，光斑能量密度很高，兒乎可
4、以氣化所有的材料，有廣泛的適用性；激光功率可控，易于實現(xiàn)自動化；激光朿功率密度很高，焊縫熔深人，速度快，效率高；激光焊縫窄，熱影響區(qū)很小，工件變形很小,可實現(xiàn)精密焊接；激光焊縫組織均勻，晶粒很小，氣孔少，夾雜缺陷少，在機(jī)械性能、抗蝕性能和電磁學(xué)性能上優(yōu)于常規(guī)焊接方法。3、性能指標(biāo):可焊材料：碳鋼、不銹鋼，難熔金屬，高溫合金，鈦合金，鋁合金，銅合金等；所焊材料厚度：0.1-5mm（絲材、板材等）；焊縫強(qiáng)度：許多情況下可與母材等強(qiáng)；焊接速度：可達(dá)3.3m/min；焊后變形：微小或無。4、適用范圍：航空、航天、兵器、艦船、石化、醫(yī)療、儀表、電了、汽車等行業(yè)。5、
5、兩種主要分類：（1）、激光拼焊：激光拼焊板是目前汽車車身設(shè)計中被廣泛應(yīng)用的新技術(shù),它可將經(jīng)不同表面處理、不同鋼種、不同厚度的鋼板采用激光焊的方法，自由組合使之成為一個毛坯件。優(yōu)勢在于能夠?qū)⒎浅８叩哪芰烤劢褂谝稽c(diǎn)，激光束打在兩個要焊接部分的邊緣，輸入能量把金屈加熱并將其融化。在激光束作用以后，溶化的材料將迅速冷卻。在這個過程屮，冇一小部分的數(shù)量將進(jìn)入被焊接的零件中。在焊接減少熱變形的同時，也減少了輸入的熱能量。減少因熱量影響的變形,并增加對準(zhǔn)確性的糾正，可以節(jié)省大量金錢和吋間。（2）、激光塑焊：對塑料件進(jìn)行激光束透射焊接。如將一種透明的塑料件與另一種帶有吸附
6、充填材料的塑料件相聯(lián)接。激光束穿透上部透明的塑料件，使下部連接件瞬間熔化，通過熔化膨脹將上部件濕潤并局部熔化，上下零件焊接在一起。BLZ開發(fā)出一種安全氣囊控制裝置的（塑料）外殼激光束透射焊接技術(shù),采用的是二極管激光器，與傳統(tǒng)的焊接技術(shù)和比，不僅工藝過程柔性高，而且電子部件也很少受到焊接過程產(chǎn)生的機(jī)械和熱損害。木文主要介紹激光（拼）焊的應(yīng)用和發(fā)展。二、激光（拼）焊技術(shù)在汽車工業(yè)小的應(yīng)用汽車工業(yè)中，激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在車身設(shè)計制造屮，根據(jù)車身不同的設(shè)計和性能要求，選擇不同規(guī)格的鋼板，通過激光截剪和拼裝技術(shù)完成車身某一部位的制造
7、，例如前檔風(fēng)玻璃框架、車門內(nèi)板、車身底板、屮立柱等。激光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量、減少點(diǎn)焊數(shù)口、優(yōu)化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好處，目前已經(jīng)被許多大汽車制造商和配件供應(yīng)商所采用。激光焊接主要用于車身框架結(jié)構(gòu)的焊接，例如頂蓋與側(cè)而車身的焊接，傳統(tǒng)焊接方法的電阻點(diǎn)焊已經(jīng)逐漸被激光焊接所代替。采用激光拼焊板工藝不僅能夠降低整車的制造成本、物流成本、整車重量、裝配公差、油耗和廢品率，而且可以減少外圉加強(qiáng)件數(shù)量，簡化裝配步驟，同吋使車輛的碰撞能力、沖壓成型率和抗腐能力提高。此外，由于避免使用密封膠，也使其更具有環(huán)保性。德國蒂森克虜伯激光拼焊板
8、有限公司從1985年開始生產(chǎn)拼焊板，激光拼焊技術(shù)的岀現(xiàn)使得汽車生產(chǎn)
