成都激光切割机
发布时间:2020-12-02
激光焊接/切割/熔覆技术之激光焊的应用

      20世纪70年代,大功率(数千瓦)CO2激光器的出现,开辟了激光技术应用于焊接的 新纪元。20世纪80年代,激光焊接作为新技术在欧洲、美国、日本受到关注。1985年德国 蒂森钢铁公司与德国大众汽车公司合作,在奥迪100车身上成功地采用了全球第一块激光拼 焊板。20世纪90年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规模使用激光 拼焊板技术。无论实验室还是汽车制造厂的实践经验,均证明了激光拼焊板可以成功地应用 于汽车车身的制造。

      激光拼焊是采用激光能源,将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、 铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等,以满足零部件对材 料性能的不同要求,用最轻的重量、最优的结构和最佳的性能实现装备轻量化。在欧美等发 达国家,激光拼焊不仅在交通运输装备制造业中被使用,还在建筑业、桥梁、家电板材焊接 生产、轧钢线钢板焊接(连续轧制中的钢板连接)等领域中被大址应用。

      世界著名的激光焊接企业有瑞士 Soudonic公司、法国阿赛洛钢铁集团、德国蒂森克虏伯集团TWB公司、加拿大Servo-Robot公司、德国Precitec公司等。随着航空航天、微电 子、医疗器械及核工业等的迅猛发展,对材料焊接性能的要求越来越高,传统的焊接方法难 以满足要求,激光焊作为一种独特的加工方法日益受到重视。激光焊接是激光技术最广泛的 工业应用领域之一。

中国的激光焊接技术应用起步较晚,20世纪70年代之前,由于没有高功率的连续激光 器,那时激光应用大多是采用脉冲固体激光器。研究的重点是脉冲激光焊接,应用于小型精 密零部件的点焊,或由单个焊点搭接而成缝焊。2002年10月,中国第一条激光拼焊板专业 生产线投入运行,由武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊有限公司从德国蒂森克虏伯集团TWB公 司引进。此后上海宝钢阿赛洛激光焊公司、一汽宝友激光焊有限公司等的激光拼焊板也相继 投产。

      激光焊作为一种独具优势的焊接技术日益受到重视。目前世界上lkW以上的激光加工设备已超过3万台,且每年以20%以上的速度増长,其中1/3用于焊接。激光焊在汽车、 钢铁、船舶、航空航天、轻工等行业得到了日益广泛的应用。CO2激光焊的部分应用见 表 3. 3。

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      脉冲激光焊主要用于微型件、精密元件和微电子元件的焊接。低功率脉冲激光焊常用于 直径在0.5mm以下金属丝与丝(或薄膜)之间的点焊连接。脉冲激光焊已成功地用于焊接不锈钢、铁镣合金、铁镣钻合金、钳、铐、钮、视、钙、铜、铜及铜合金、金、银、硅铝丝 等。脉冲激光焊可用于显像管电子枪、核反应堆零件、仪表游丝及混合电路薄膜元件的导线 连接等。用脉冲激光封装焊接继电器外壳、锂电池和钮电容外壳、集成电路等都是很有效的 方法。

      连续激光焊主要应用于厚板深熔焊。平板对接、搭接、端接、角接均可采用连续激光 焊,常见的接头形式是对接和搭接。激光焊虽然在焊接熔深方面比电子束焊小一些,但由于 不受电子束焊真空室对零件的局限、无需在真空条件下进行焊接,故其应用前景更为广阔。 尤其是激光焊设备常与机器人结合起来组成柔性加工系统,使激光焊的应用范围进一步 扩大。

      在电厂的建造及化工行业,有大量的管-管、管-板接头,用激光焊可得到高质量的单 面焊双面成形焊缝。在舰船制造业,用激光焊焊接大厚度板(可加填充金属),接头性能 优于电弧焊,能降低产品成本,提高构件的可靠性,延长舰船的使用寿命。激光焊还应 用于电动机定子铁芯的焊接,发动机壳体、机翼隔架等飞机零件的生产,航空发动机叶 片的修复等。

      激光焊还有其他多种形式的应用,如激光钎焊、激光-电弧复合焊、激光填丝焊、激光 压焊等。激光钎焊主要用于印制电路板的焊接,激光压焊主要用于薄板或薄钢带的焊接。

      采用强烈聚焦的激光束还可以焊接陶瓷、玻璃、复合材料等。焊接陶瓷时需要预热以防 止产生裂纹,通常采用长焦距的聚焦透镜。为了提高接头强度,也可添加焊丝。用激光焊接 金属基复合材料时接头区易产生脆性相,这些脆性相会导致裂纹和降低接头强韧度,但在一 定条件下仍可获得满足使用要求的接头。


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