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1、精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -激光焊接技术论文【摘要】随着激光焊接技术的进展,其牢靠性.经济性和耐久性进一步提高, 智能化.数字化激光焊接技术和激光复合焊接技术已成为今后的主要讨论方向,并将在汽车制造.航天.电子.造船和核能工程等领域得到更广泛的应用,取得更丰硕的成果；激光技术为美国科学家在1960年研发出来的, 激光具有较高的亮度性.方向性, 为一种新型的热源；激光焊接为当前最有进展前景的焊接技术,相对于传统焊接方法,质量更好.效率也更快,在各类加 工制造业中被广泛的使用；1.特点1.1 密度高.速度快激光焊接技术的功率密度达106-108W/c
2、m2,深宽比最高能够达到 10：1；在焊接的过程中,能量密度较大,材料上会显现小孔,激光 通过小孔往工件焊接方向传导,而横向传导较少, 所以在激光焊接的过程中,速度较快,能量比较集中；1.2 输入量小激光焊接热输入量小,热影响区小,焊接变形小；由于激光焊接 功率密度高, 所以很小的热输入量就可以实现良好的焊接,从而热影响区及焊接变形很小；1.3 焊缝力学性能激光焊缝力学性能好,力学性能强于母材；焊缝强度高.焊接速度快.焊缝窄且表面状态好,免去焊后清理等工作；第 1 页,共 6 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -
3、2.工艺参数以及工艺特点2.1 工艺参数离焦量： 离焦量为指工件表面偏离焦平面的距离；离焦位置直接影响拼焊时的小孔效应；离焦方式有两种：正离焦和负离焦；焦平 面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦；当正负离焦量相等时,所 对应平面的功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池外形不同；负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关；试验说明, 激光加热 50200s 时材料开头熔化,形成液相金属并显现部分汽化,形成高压蒸气,并以极高的速度喷射,发出刺眼的白光；与此同 时,高浓度气体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷；负离焦时, 材料内部功率密度比表面仍高, 易形成更强的熔化. 气化, 使
4、光能向材料更深处传递； 所以实际应用中熔深较大时,应采纳负离焦,焊接薄材料时宜采纳正离焦；功率密度：激光焊接中,一项最为重要的参数就为功率密度, 功率密度越高, 加热金属到熔点的速度就越快,能够使焊接工作妥当的完成；激光光束的聚焦光斑直径与激光器输出光束的模式亲密相关,模式越低,聚焦后的光点越小,焊缝越窄,热影响区越小；Nd：YAG固体激光器的光束模式为TEM0；0脉冲波形：在激光焊接中,脉冲波形为特别重要的,当激光照射在材料表面时, 金属表面就会有 70%到80%的激光才能而缺失掉, 且反射率随表面温度不同而转变； 在一个激光脉冲作用期间内, 金属反射率的变化很大,例如正弦波,适用于散热快的
5、工件,飞溅小但熔深第 2 页,共 6 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -浅；方波适用于散热慢的工件,飞溅大但熔深大；焊接速度： 焊接速度打算了焊接表面质量. 熔深.热影响区等；可以通过降低焊接速度或增大焊接电流来改善熔深；通常采纳降低焊接速度的方法来改善熔深,以延长设备使用寿命；2.2 工业特点要求焊件装备精度高, 且要求光束在工件上的位置不能有明显偏移；这为由于激光聚焦后光斑尺寸小.焊缝窄,焊接时需要在焊缝中加入填充金属材料,如工件装备精度或光束定位精度达不到要求, 很简单造成焊接缺陷；激光器及相关系统的成本
6、较高,一次性投资较大；目前,我国 在激光焊接设备研制方面技术仍不够成熟,生产成本也很高, 因此使用中主要引进美国和西欧国家的激光器以及配套设施；3.应用技术3.1 汽车激光焊接技术汽车车身为典型的薄板壳结构,由低合金高强度薄钢板经冲压. 剪裁.整形制成掩盖件,并经焊接装配而成；车身装配中焊点可达几 千个,传统焊装采纳的为电阻点焊工艺；电阻点焊工艺为用两个电极从两个方向压紧工件, 在两块搭接件上加压并通电,使接触面间形成焊点而将工件焊在一起； 为满意结合和外形要求, 各焊点间要保持肯定间隔；点焊时焊钳在工件边缘下进行焊接,凸缘宽度需要16mm；而激光焊为单边焊接,凸缘宽度只需5mm；把点焊改为激
7、光焊,仅此一 项每辆车就可节省钢材40kg；第 3 页,共 6 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -激光焊接形成的窄而深的焊缝简单使工件焊透；激光头和待焊件之间无任何机械接触, 不存在加工机械应力； 激光焊缝的拉伸强度和疲惫强度与母材相当,符合承载力要求,这样可使构件材料减薄,车 身重量减轻；同时,由于激光焊接采纳运算机掌握,所以具有较强的 敏捷性和机动性,可以对外形特别的门板.挡板.齿轮.外表板等进 行焊接；加上光纤传输系统和机械手,就可实现汽车装配生产线的自动化；3.2 拼焊技术激光拼焊技术为激光焊接应用于汽
8、车制造业最胜利.效益最明显的一项技术； 汽车工业最初应用拼焊板时,主要为为明白决轧机轧出的钢板板宽不够的问题,通过拼焊技术来满意汽车工业对宽板的要求；随着汽车工业的进展, 拼焊板向着差厚板方向进展,即可将不同厚度的钢板拼焊, 这时才真正达到了汽车钢板拼焊的目的；创造激光拼焊板技术的蒂森克虏伯公司于1985年在奥迪 100的生产制造中首次应用了这一技术； 激光拼焊技术为在进行车身制造时,依据车身不同部位的性能要求,挑选钢材牌号.种类.等级和厚度不同的钢板,通 过激光裁剪和拼焊,将车身某一部位如侧围.底板.车门内门.支柱 等拼焊起来再冲压成形, 目的为在保证车身强度的前提下,降低车身重量；这种技术
9、具有一系列优越性：（ 1）削减零件数量及大量冲压加工的设备和工序；拼焊可以一体成形, 依据不同部位对强度的不同要求,将不同厚度的板料焊在一起,再一次冲压成形,同时可提高车身精度,削减大量冲压加工的设第 4 页,共 6 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -备.工序和模具；（ 2）减轻构件重量；由于采纳不同钢板拼接,对易腐蚀的部位可采纳涂镀层钢板以提高使用寿命,对不承担载荷或载荷较小的部位可采纳更薄的钢板, 而对承担载荷的部位可采纳高强度钢板,不再需要焊接加强筋,使车身结构大大简化, 从而削减钢材消耗和生产成本, 减
10、轻车身重量,最终降低汽车能耗；（ 3）提高构件结构质量和牢靠性；由于采纳连续的焊接代替不连续的点焊.铆接,车身刚度和紧固性.安全性得以很大提高；（ 4）为生产宽体车供应可能；由于轧机限制,不行能生产太宽的钢板, 而汽车对宽板的要求日趋紧迫；采纳激光拼焊不失为一种有效而经济的工艺方法；激光拼焊使汽车造型更美观.舒服；在分析车 身结构的基础上进行优化设计,挑选少数几种典型的钢板拼焊成形, 可提高材料利用率,省去二次加工过程,并大大削减模具数量；日本丰田汽车公司侧围生产线采纳拼焊板后,零件数量削减66%,模具从20副削减为 4副,材料利用率由 40%提高到 65%；采纳激光拼焊,一台中型轿车可减重
11、9kg 且不会影响其强度；总结：通过上述分析能够看出,随着激光焊接技术的进展,其牢靠性.经济性和耐久性进一步提高,智能化.数字化激光焊接技术和激光复合焊接技术已成为今后的主要讨论方向,并将在汽车制造.航天.电子.造船和核能工程等领域得到更广泛的应用,取得更丰硕的成果；参考文献：第 5 页,共 6 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -1 李少华,康蓉娣 . 激光焊接技术及其应用J.舰船防化,2021,（ 04）： 32-36.2 张文毓 . 激光焊接技术的讨论现状与应用J.新技术新工艺,2021,（ 01）： 48-51.3 王晶,王俊恒,林久,王荣贵 . 激光焊接技术的进展及讨论现状J.东方电气评论, 2021,（ 04）： 21-26.第 6 页,共 6 页 - - - - - - - - - -
