激光焊接技术的应用及发展

      激光焊接作为一种新型的焊接技术已被广泛的应用于IT、医疗、电子、汽车、机械和航天等行业,为优质、高效、无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。由于具有很高的适应性、很强的加工能力以及更加先进的质量检测手段,激光焊接在许多行业已经逐步取代了一些传统的焊接技术。
目前激光焊接是激光工艺技术应用的核心内容,同样是目前大力发展的一种焊接技术。一些国外发达国家早已将激光焊接技术应用于工业生产方面,而国内在开发激光焊接技术的时候,我们还要拟定起一个匹配于我国工业的发展规划书。随着工业制造的持续发展,高效的加工技术将会是未来工业发展的必然趋势,而激光焊接则符合这一发展趋势。通过长期实践我们总结出,激光焊接在加工业的应用面非常宽,激光焊接术较之常规焊接技术其焊接品质更高,加工效率更高。
 

1激光焊接技术在汽车制造上的应用
工业上的激光焊接技术是目前激光工业中的第三大领域,在当今社会中已有大幅度的增长和广泛的应用。特别是在制造业的汽车产业上,车身的部件大部分采用了激光的焊接技术,已取代我国传统的电阻电焊技术。激光焊接技术在国内外都有广泛的应用。例如日本本田汽车门框和各种材料上的激光焊接。美国的福特汽车的中央门柱焊接技术。通过几个案例可以表明激光焊接技术在汽车车身的制造上是非常可取的。激光技术不断随着社会改革发展而增加扩大范围,激光在工业上的用途也有了大幅度的提升。德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金部件,20世纪90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。意大利菲亚特在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接,日本的日产、本田和丰田汽车公司在制造车身覆盖件中都使用了激光焊接和切割工艺,高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多。
激光焊接还广泛应用到变速箱齿轮、半轴、传动轴、散热器、离合器、发动机排气管、增压器轮轴及底盘等汽车部件的制造,成为汽车零部件制造的标准工艺。应当看到我国一些汽车制造厂家已经在部分新车型中采用激光焊接技术,而且从激光焊接技术本身研究的角度看,我国一些科研院所在一些具有特色的领域取得了具有特色的成果。随着我国汽车工业的快速发展,激光焊接技术一定会在汽车制造领域取得丰硕的成果和广泛的应用。
在电子工业中对激光焊接技术需求也是必不可少的。主要应用在显像管的电子枪,且在这方面上获得不错成绩,在日本的东芝公司中已成功的将焊接显像电子枪装配到线上。我国有几个厂家也应用了,华中理工大学所研发出来的激光焊接电子枪设备。另外,激光的焊接在续电器、电路引线、计算机配件中获得较大成功。
 
2塑料激光焊接的应用
激光焊接是一项无振动焊接技术,因此它特别适合用于鼠标、移动电话、连接器等加工精密的电子元器件,以及那些需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件,例如含有线路板的塑料制品、医疗设备等。在汽车工业中,激光焊接塑料技术可用于制造很多汽车零部件,激光还可以将塑料薄膜焊接在一起,操作过程可以完成的非常快。
塑料激光焊接技术是一种变革性的短流程、数字化、知识化、绿色环保、先进的洁净成形新技术,正在成为激光焊接领域的一个热点;它具有成本低、速度快、加工方便、原材料适用范围广、实现精密数控容易、结合性和工艺性好等许多优点,并且以其十分独特的技术和经济优势弥补了常规塑料连接方法的不足。在未来几年,中国将有可能成为全球最大的塑料产品市场要使激光焊接技术在塑料材料高品质,高附加值的加工领域获得应有的地位,这样塑料激光焊接技术所带来的巨大经济效益和社会效益是毋庸置疑的。

3激光焊接在船舶制造上的应用   
船舶制造中,钢板从储存、运输到下料切割、装配焊接等一直是增加变形的过程,特别是焊接,钢板变形影响很大。很多船厂花费大量人力物力用于焊接变形的火工校正工作。据统计,单船焊接费用占到整个船体制造费用的30%以上。现在船东、船检对船舶的质量要求提高,特别是豪华游船,船体外观要求很光顺,而船厂为达此要求花费很高。而使用激光焊接,速度快,变形小,焊缝窄,光顺美观,节省了大量后续校正工作。激光焊接不仅是制造工艺上的变化,而且也带来了船体结构上的创新和变化。例如,美国在最新建造的新型船舶上广泛使用高强度、低合金钢的T形构件,通过激光焊接技术的采用,令船舶的重量大幅降低。船用复杂结构如“三明治”板、T型和I型结构等,传统焊接方法的热输人量大,易引起工件严重变形、热影响区性能下降等问题;此外“三明治”结构是在两层薄板间加不同形式的撑板来实现整体结构的强度提升和重量减轻,弧焊方法难以完成。采用激光焊接技术这些问题都可解决.激光焊接技术可改进船舶设计的理念、减轻船舶的重量、降低船舶制造成本等。在欧洲,激光焊接已应用于护卫舰、轻型巡洋舰、大型游艇的焊接,它能够提高板的有效载荷,满足轻型设计要求,同时具有较高焊接速度。

4其他领域
在其他行业中,激光焊接也逐渐增加,特别是在特种材料焊接方面,我国进行了许多研究,如对BT20钛合金、HE130合金、Li-ion电池等激光焊接。德国玻璃机械制造商Glamaco  Coswing公司与IFW接合技术与材料实验研究院合作开发出了一种用于平板玻璃的激光焊接新技术。激光焊接技术正朝着低成本、高质量的方向发展,具有很大的发展潜力和发展前景。可以预料,激光焊接工艺将逐步占据焊接领域的主要位置,并取代一些传统落后的焊接方法。
激光焊接技术是集激光技术、焊接技术、自动化技术、材料技术、机械制造技术及产品设计为一体的综合技术。汽车工业的发展对焊接质量提出了更高的要求。激光焊接以其高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点,在汽车工业中充分发挥了其先进、快速、灵活的加工特点,不仅在生产率方面高于传统焊接方法,而且焊接质量也得到了显著的提高。激光焊接技术发展到今天,其逐步取代电弧焊、电阻焊等传统焊接方法的趋势已不可逆转。在未来的21世纪中,激光焊接技术在材料连接领域必将起到至关重要的作用。
随着技术和工艺方法的不断进步,激光作为非接触柔性制造工具的特性将体现得更为明显。激光制造必然成为便捷高效、绿色环保、节能降耗的先进制造技术,促进我国工业领域的技术进步和产品技术改造,满足国民经济尤其是制造业的发展需要。