激光焊接技術的應用及發展

      激光焊接作為一種新型的焊接技術已被廣泛的應用于IT、醫療、電子、汽車、機械和航天等行業,為優質、高效、無污染和低成本的現代加工生產開辟了廣闊的前景。由于具有很高的適應性、很強的加工能力以及更加先進的質量檢測手段,激光焊接在許多行業已經逐步取代了一些傳統的焊接技術。
目前激光焊接是激光工藝技術應用的核心內容,同樣是目前大力發展的一種焊接技術。一些國外發達國家早已將激光焊接技術應用于工業生產方面,而國內在開發激光焊接技術的時候,我們還要擬定起一個匹配于我國工業的發展規劃書。隨著工業制造的持續發展,高效的加工技術將會是未來工業發展的必然趨勢,而激光焊接則符合這一發展趨勢。通過長期實踐我們總結出,激光焊接在加工業的應用面非常寬,激光焊接術較之常規焊接技術其焊接品質更高,加工效率更高。
 

1激光焊接技術在汽車制造上的應用
工業上的激光焊接技術是目前激光工業中的第三大領域,在當今社會中已有大幅度的增長和廣泛的應用。特別是在制造業的汽車產業上,車身的部件大部分采用了激光的焊接技術,已取代我國傳統的電阻電焊技術。激光焊接技術在國內外都有廣泛的應用。例如日本本田汽車門框和各種材料上的激光焊接。美國的福特汽車的中央門柱焊接技術。通過幾個案例可以表明激光焊接技術在汽車車身的制造上是非常可取的。激光技術不斷隨著社會改革發展而增加擴大范圍,激光在工業上的用途也有了大幅度的提升。德國奧迪、奔馳、大眾、瑞典的沃爾沃等歐洲的汽車制造廠早在20世紀80年代就率先采用激光焊接車頂、車身、側框等鈑金部件,20世紀90年代美國通用、福特和克萊斯勒公司竟相將激光焊接引入汽車制造,盡管起步較晚,但發展很快。意大利菲亞特在大多數鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接,日本的日產、本田和豐田汽車公司在制造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝,高強鋼激光焊接裝配件因其性能優良在汽車車身制造中使用得越來越多。
激光焊接還廣泛應用到變速箱齒輪、半軸、傳動軸、散熱器、離合器、發動機排氣管、增壓器輪軸及底盤等汽車部件的制造,成為汽車零部件制造的標準工藝。應當看到我國一些汽車制造廠家已經在部分新車型中采用激光焊接技術,而且從激光焊接技術本身研究的角度看,我國一些科研院所在一些具有特色的領域取得了具有特色的成果。隨著我國汽車工業的快速發展,激光焊接技術一定會在汽車制造領域取得豐碩的成果和廣泛的應用。
在電子工業中對激光焊接技術需求也是必不可少的。主要應用在顯像管的電子槍,且在這方面上獲得不錯成績,在日本的東芝公司中已成功的將焊接顯像電子槍裝配到線上。我國有幾個廠家也應用了,華中理工大學所研發出來的激光焊接電子槍設備。另外,激光的焊接在續電器、電路引線、計算機配件中獲得較大成功。
 
2塑料激光焊接的應用
激光焊接是一項無振動焊接技術,因此它特別適合用于鼠標、移動電話、連接器等加工精密的電子元器件,以及那些需要以更清潔的方式來熔接的復雜部件,例如含有線路板的塑料制品、醫療設備等。在汽車工業中,激光焊接塑料技術可用于制造很多汽車零部件,激光還可以將塑料薄膜焊接在一起,操作過程可以完成的非常快。
塑料激光焊接技術是一種變革性的短流程、數字化、知識化、綠色環保、先進的潔凈成形新技術,正在成為激光焊接領域的一個熱點;它具有成本低、速度快、加工方便、原材料適用范圍廣、實現精密數控容易、結合性和工藝性好等許多優點,并且以其十分獨特的技術和經濟優勢彌補了常規塑料連接方法的不足。在未來幾年,中國將有可能成為全球最大的塑料產品市場要使激光焊接技術在塑料材料高品質,高附加值的加工領域獲得應有的地位,這樣塑料激光焊接技術所帶來的巨大經濟效益和社會效益是毋庸置疑的。

3激光焊接在船舶制造上的應用   
船舶制造中,鋼板從儲存、運輸到下料切割、裝配焊接等一直是增加變形的過程,特別是焊接,鋼板變形影響很大。很多船廠花費大量人力物力用于焊接變形的火工校正工作。據統計,單船焊接費用占到整個船體制造費用的30%以上。現在船東、船檢對船舶的質量要求提高,特別是豪華游船,船體外觀要求很光順,而船廠為達此要求花費很高。而使用激光焊接,速度快,變形小,焊縫窄,光順美觀,節省了大量后續校正工作。激光焊接不僅是制造工藝上的變化,而且也帶來了船體結構上的創新和變化。例如,美國在最新建造的新型船舶上廣泛使用高強度、低合金鋼的T形構件,通過激光焊接技術的采用,令船舶的重量大幅降低。船用復雜結構如“三明治”板、T型和I型結構等,傳統焊接方法的熱輸人量大,易引起工件嚴重變形、熱影響區性能下降等問題;此外“三明治”結構是在兩層薄板間加不同形式的撐板來實現整體結構的強度提升和重量減輕,弧焊方法難以完成。采用激光焊接技術這些問題都可解決.激光焊接技術可改進船舶設計的理念、減輕船舶的重量、降低船舶制造成本等。在歐洲,激光焊接已應用于護衛艦、輕型巡洋艦、大型游艇的焊接,它能夠提高板的有效載荷,滿足輕型設計要求,同時具有較高焊接速度。

4其他領域
在其他行業中,激光焊接也逐漸增加,特別是在特種材料焊接方面,我國進行了許多研究,如對BT20鈦合金、HE130合金、Li-ion電池等激光焊接。德國玻璃機械制造商Glamaco  Coswing公司與IFW接合技術與材料實驗研究院合作開發出了一種用于平板玻璃的激光焊接新技術。激光焊接技術正朝著低成本、高質量的方向發展,具有很大的發展潛力和發展前景。可以預料,激光焊接工藝將逐步占據焊接領域的主要位置,并取代一些傳統落后的焊接方法。
激光焊接技術是集激光技術、焊接技術、自動化技術、材料技術、機械制造技術及產品設計為一體的綜合技術。汽車工業的發展對焊接質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、適應性強等優點,在汽車工業中充分發揮了其先進、快速、靈活的加工特點,不僅在生產率方面高于傳統焊接方法,而且焊接質量也得到了顯著的提高。激光焊接技術發展到今天,其逐步取代電弧焊、電阻焊等傳統焊接方法的趨勢已不可逆轉。在未來的21世紀中,激光焊接技術在材料連接領域必將起到至關重要的作用。
隨著技術和工藝方法的不斷進步,激光作為非接觸柔性制造工具的特性將體現得更為明顯。激光制造必然成為便捷高效、綠色環保、節能降耗的先進制造技術,促進我國工業領域的技術進步和產品技術改造,滿足國民經濟尤其是制造業的發展需要。