浅谈激光焊接技术及其应用
周利军
[摘 要]激光焊接技术是一种新型的优质焊接技术。本文从激光焊接技术的技术的研究现状进行分析，并对激光焊接技术常用的应用领域进行了简要的概括。
[关键词]激光焊接 现状 应用
中圖分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）15-0052-01
随着科技的发展，人们对于激光技术的了解以及认知也越来越深，从最初的军事领域逐步扩展到现代民用领域，而激光焊接技术的出现进一步拓展了激光技术的应用范围。传统焊接本身更多是依赖于焊接人员自身的工作经验以及对于焊接目标的目测实现焊接，其往往精度存在一定的偏差性，很难实现高精度项目的作业，而激光焊接无疑能够有效解决这一难题，利用激光技术准确对现有的目标进行准确的焊接，从而大大提升了焊接的准确性和有效性。未来激光焊接技术不仅仅能够用于汽车、钢铁、仪器制造等领域，其必然还可以在军事、医学等等更多的领域得到应用，特别是在医学领域，借助于其本身的高热量、高融合、卫生等特点，更好的在神经医学、生殖医学等临床诊治中应用。而其本身的精度优势也会在更多的精密仪器制造业中得到应用，从而不断造福人类以及社会的发展。
1、激光焊接技术的研究现状
二氧化碳气体激光器是气体激光器中较为典型的一种。从二氧化碳气体激光器的发展历程来看，人们主要追求的是激光功率的提高和光束质量的提高。发展至今，已经出现了第5代二氧化碳气体激光器——扩散冷却型二氧化碳激光器，其中，扩散冷却板条式二氧化碳激光器一经推出就受到众多企业的青睐。
固体激光器的出现克服了气体激光器体积大、结构复杂、维护困难和光致等离子体严重等缺陷。随着技术的发展，平均功率100KW已被认为是中近期内可以实现的目标。现在比较典型的激光器是固体热容激光器、紧凑有源反射镜激光器、侧抽运板条激光器和光纤激光器等。其中，光纤激光器是在半导体激光器的基础上发展起来的一种新型激光器。自问世以来，就以其低阈值、高效率、窄线宽、可调性和高性能价格比等优点而受到人们的关注。光纤激光器提出时，由于受到光纤技术、抽运技术以及半导体激光技术的限制一直发展缓慢，直到后期包层抽运技术的提出，才使光纤激光器得以迅速发展。
光纤激光器按照激励机制可分为4类：稀土掺杂光纤激光器、利用光纤非线性效应制作的光纤激光器、单晶光纤激光器和染料光纤激光器。其中，掺镱元素的光纤激光器发展最为迅速。
2、激光焊接技术的应用
随着激光焊接技术的不断完善，其技术在各领域内得到了极大的推广，主要应用于制造业、汽车工业、航空航天工业、塑料加工、生物医学、珠宝首饰、粉末冶金、电子工业、造船工业等。本文将从其中几个领域对激光焊接技术在其中的应用进行简要分析。
2.1 激光焊接技术在制造业中的应用
激光焊接技术的运用可以给制造业带来巨大的经济效益，可以说汽车制造行业是激光焊接技术在制造业中最成功的应用。据相关数据表明，在21世纪初，全球范围内采用剪裁坯板激光拼焊技术生产的汽车生产链条近100条，年产汽车拼焊构件坯板总数约7000万件。国内引进车型passat，Buick等也运用了激光焊接技术，日本成功将YAG激光焊应用于核反应堆中蒸汽发生器细管的维修。
汽车工业的发展对车体质量提出了更高要求的同时，对加工方法也有了更高的要求。与传统的加工方法相比，激光焊接加工质量好，生产效率高，因此，被广泛应用于汽车制造领域。早在20世纪80年代，德国的奥迪、奔驰和大众，瑞典的沃尔沃等欧洲汽车制造厂就率先采用了激光技术焊接车身、车顶和侧框等。美国的通用、福特公司，意大利菲亚特公司，日本的本田、丰田公司也相继把激光焊接技术引入汽车制造中。
激光焊接在汽车制造中的整体工艺主要包括三大类型：不等厚板的激光拼焊；车身总成与分总成的激光组焊；汽车零部件的激光焊接。目前，激光拼焊板已应用在汽车的行李箱加强板、行李箱内板、减振器支座和侧围内板等部位上。
2.2 激光焊接技术航空航天工业中的应用
由于激光焊接相对于电子束、等离子束和传统的焊接方法具有自己独特的优势，比如热影响小、密封性好、适合在真空等特殊环境下进行加工，因而激光焊接技术便成为激光在航空航天领域应用中最广泛的技术之一。21世纪初期激光焊接技术应用于A380大飞机机身的制作。空中客车公司用激光焊接替代铆接，使得机身减重20%，为激光焊接技术在航空领域的应用作出了重大的贡献。同时，激光技术解决了难焊的薄板合金的连接，并且焊的构件变形小、接头质量高、重现性好。由此可见，激光焊接技术在航空航天工业中占据重要地位。
2.3 激光焊接技术造船业中的应用
在船舶建造和修理领域中，应用激光焊接技术最为成熟的是欧洲造船业。为了适应船舶轻量化发展的要求，人们使用激光焊接技术来代替传统的焊接方法，使焊接效率和焊接质量都得到了有效提高。适合于激光焊接的船体部位主要是船舶甲板和舱壁。目前，激光焊接技术在造船领域的应用已经相当成熟，如潜艇制造中高强度钢的激光切割和焊接，再如大型低速机活塞缺陷通过激光焊接修补，使得低速机活塞部件在工作几千小时后，通过修复使得寿命延长2～3倍。激光焊接技术应用于造船业以来，对造船业的发展起到了变革性的作用。目前，欧洲一些大型船厂已大量采用激光切割和大功率激光焊接技术，并进行了大功率光纤激光工业加工设备的开发。
3、结语
激光焊接技术较传统焊接技术先比，有很多独特优势，如能量密度高、焊缝窄、不需真空环境和不受导电材料制约等。目前，激光焊接使用中已出现智能化，极大推动了高精尖焊接工艺在各个领域的发展。激光焊接向激光器的研发、双焦点激光焊接技术和复合激光技术发展，在更多领域发挥作用。
参考文献
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