激光焊接技术范例(3篇)
激光焊接技术范文
关键词：激光加工技术；农业机械制造；工作原理；优越性；应用
前言
由于激光具有较特殊的光束效用，这也使其在金属加工方面应用十分广泛，特别是用于硬质金属材料的加工更是取得了非常好的效果。利用激光进行农业机械制造，不仅工序较少，而且工作效率有了大幅度提升。由于激光在时间控制性和空间控制性具有较大的优势，能够自由选择加工材料的材质和加工环境，而且能够进行自动化加工操作，这也使激光加工技术在许多行业中广泛应用，具有非常好的发展前景。
1激光加工技术工作原理
激光作为平行光束，不仅具有同调性，而且还具有单色波长的性能特征。激光加工技术主要是利用激光束与物质相互作用的特性来对材料进行微加工。在科学实验中，使用电管以电流或者光的能量对一些原子里含有易激发的物质或者某些晶体进行撞击，撞击后原子所带的电子处于一种高能量状态，当高能量的电子转化为平和的低能量时，原子会产生更大的能量，继而放出光子；该状态下，被释放出来的光子又不断撞击原子，原子继续产生光子，不断循环进行撞击与释放，而且持续往同一个方向运行，由此集中形成该方向的一束具有极强能量的光，形成所谓的激光原理。聚集的激光能量强大，可穿透各种材质。例如红宝石激光，该激光输出脉冲的全部能量不足以让冷水沸腾，却拥有穿透5mm钢板的能量。可见，尽管激光的光能一般，但功率密度极高，穿透力强大，这是一般的光束无法企及的，因此激光的这一优点被广泛应用于诸多行业。
2激光加工技术的优越性
激光加工技术相较于其他加工技术具有较强的优势性。在具体应用过程中，激光加工技术在对材料进行加工处理过程中，与材料实现了零接触，不会对原件带来直接性冲击，激光加工技术在应用方面的先进性尤为突出。利用激光加工技术对机械进行处理时，由于所带来的破坏性较低，而且激光光束能量密集度较高，这也使其在应用时不会对机械的原型带来不利影响。特别是需要局部加工的机械，在加工时激光照射部位没有任何不良影响产生，加工完成后，机械受光束热能量影响较小，这也使一些后续加工程序能够减少。同时激光光束在导向和聚焦工作方面具有较好的灵活性，这也对加工过程中按照所需要的要求进行调整带来了更多的便利，能够在复杂机械加工中进行广泛应用。另外，利用激光加工技术进行机械加工，不仅能够有效的提高生产效率，而且加工过程中不会造成污染，实现了材料的有效节约，在高精尖产品加工上应用取得了非常好的效果。
3激光加工技术在农机制造中的应用
3.1激光切割技术的应用
激光切割是激光加工中的重要技术，在我国的工业生产领域已经得到了广泛的应用。该项技术主要是利用激光的高温以及光束的高密度性，利用激光光束扫描待切割材料的表面，这样经过激光扫描的部分则会在较短时间内达到较高的温度，在高温作用下部分材料会熔化，并利用高压气体吹走溶化的部分，从而完成切割的目的。与一般的切割技术相比，激光切割速度快，工作效率高，最为重要的是由于高精度操作能够保证切割材料的形态，不会对切割材料的质量产生影响。在农业机械制造的过程中，经常会遇到较厚的金属材料，如果使用一般的切割技术，不仅效率低，而且会导致材料产生变形现象。所以利用激光切割技术对较厚的金属材料进行切割，能够最大程度的保证材料的精度和质量，节省材料，降低制造成本。
3.2激光焊接技术的应用
在激光加工技术中，激光焊接作为非常关键的组成部分，相较于一般的焊接技术，激光焊接技术具有较强的优势。激光焊接主要是利用激光光束的高聚集能量的特性，对于需要焊接的材料接触面进行光束集中照射，使焊接材料照射部分溶解，从而进行焊接工作。因为激光焊接不需要使用焊接材料，所以焊接材料的焊缝绝对纯净，从而减少因为焊缝存在焊渣、蜂窝、小孔等而产生的腐蚀、断裂等情况，有效的提高了焊接的质量。由于激光焊接不直接接触焊接表面即可完成，所以对于很多无法接触到的焊接部位，能够进行远距离焊接。通过光束的集中照射，就能够对焊接部位进行精准定位，使焊接技术空间技术难题得以有效解决。相较于一般的焊接技术，激光焊接技术无论是电磁学性、机械性能还是抗腐蚀性方面都具有较好的优势，对于焊接较厚的金属材料具有较强的穿透性，并且能够减少焊接材料的变形，所以焊接质量较高。在农业机械制造中，很多农业机械需要承受较大的力量，比如播种机和收割机等，需要承受较强的负荷，在与地面接触的过程中会产生一定的磨损。将激光焊接技术应用于这些部位的焊接，能够有效的提高焊接面的质量，延长机械设备的使用寿命，从而提升农业机械设备的整体性能。
3.3激光快速成型技术的应用
激光快速成型技术是将多种技术集合在一起进行的综合运用，具有较高的互换性、复制性，而且成本较低，加工周期较短。在应用激光快速成型技术过程中，主要是利用非接触的加工模式，有效的规避了传统加工过程中残余力和工具更新等问题，而且无切割及噪声产生，有效的实现了对环境的保护。应用激光快速成型技术过程中，能够实现快速铸造，对于新品开发及单件零件的生产具有较好的适用性。在农业机械制造中应用激光快速成型技术时，不仅制造费用能够大幅度降低，而且加工周期较短，显示出了较强的优越性。但在当前一些以传统的制造方式生产的企业中，由于对激光技术缺乏有效的了解，这也使其在制造中应用较少，有效的影响了机械制造水平的提升。近年来我国农业现代化水平不断提高，农业制造企业的实力也有了大幅度增长，再加之当前市场对农机产品的质量要求不断提升，这也使激光加工技术在农业机械制造中进行应用成为必然趋势。
4结束语
随着经济的快速发展，我国农业现代化水平不断提高，农业制造业实力也有了明显的增强。近年来在农业工业化发展速度较快，为了能够更好的提高农业机械的质量，将激光加工技术引入到农业机械制造中来，不仅有利于农业机械设备质量的提高，而且对劳动生产率及农业机械制造自动化的水平的提高都起到非常重要的作用，因此需要加大对激光加工技术的研究力度，不断对激光加工技术进行改进，确保其取得了更好的应用效果。
参考文献
[1]黄晓红，陈治明.新型产品表面激光处理控制系统的设计与实现[J].机床与液压，2012，11（8）：321-322.
激光焊接技术范文
【关键词】混合激光焊接；汽车制造；制造成本
随着焊接工艺在汽车制造中的不断应用和发展，对于焊接的功能实现和外观都有着不断提高的要求，为适应社会需求，人们不断研究新的焊接技术工艺，以达到高质量、高效率、成本低、美观大方的目的。混合激光焊接技术的应用，让我们离目标越来越近。
一、混合激光焊接技术的工作原理
混合激光焊接技术是采用传统的金属及气体电弧焊和激光焊接技术的优点，进行合理化结合，主要利用电弧加热填充金属和工件，达到金属融合的效果。
混合激光焊接技术受气体等因素的影响较多，为达到降低机器成本的目的，我们要通过对各个有影响的参数进行控制，减小谐振腔的尺寸，降低混合激光焊接技术的供能成本，确定混合激光焊接中焊丝的给进位置。激光推动焊丝进入熔融焊池，降低熔融焊丝所需的二次能量，这个过程中为提高焊接速度，我们采用了拖尾式的混合激光焊接技术进行焊丝给进。混和激光焊接的电弧在焊丝填充到达尾部时产生等离子，并对基底材料进行蒸发，这时会在熔融焊接池的边缘出现一个小凹陷，这个凹陷能够起到降低激光光束需要穿透的深度，提高了穿透性能。
二、混合激光焊接技术的特点
混合激光焊接技术在汽车制造中的应用有以下特点：（1）在进行混合激光焊接过程中添加的辅助材料，施加给焊缝晶格组织的影响，使得焊缝的韧性较高；（2）熔深更大，焊缝焊接能力强；（3）减少人工，减少投资；（4）焊缝背面下垂在没有烧穿时的适用范围更加广泛；（5）焊接速度快；（6）焊接热量产生的少；（7）焊缝的宽度和突出小，强度高；（8）生产效率高；（9）光学设备配置性能高；（10）对焊接产生的缝隙弥补合理，效果高；（11）钣金件缝隙的连接能力提高；（12）提高车身刚度，提升汽车安全性；（13）车身重量减小，有省油效果；（14）焊接精度高；（15）前期投入太高，包括配套设备和保护气体的投资。
三、混合激光焊接技术中对保护气体的选择
现在在汽车制造中使用最多的是二氧化碳、氩和氦等气体作为电弧和熔池的保护气体，在这些保护气体中，氦气控制粒子大小最为合理，这是由其平均蒸汽粒子最小决定的。但是在电离率和等离子体电压方面，氦气虽然有着很大的优势，但是分子质量却比氩气小。因此，我们发现，在选用氦气作为保护气时，只有保证流速足够能将激光光束路径上的金属进行蒸发并排出，虽然效果非常好，但是氦气的价格却较高，这无疑是增加了焊接成本，增加了汽车整车成本。为了弥补氦保护气的价格缺陷，同时实现抑制等离子体，排出蒸汽粒子，达到优化保护气，降低成本的目的，我们引进了使用40%～50%的氩气混合气体，这种混合气体的比重越高，对于排除蒸汽粒子的流速需要就越低。混合气体在汽车制造中进行焊接工艺时产生的惰性对焊接起到加速的作用，降低报废率。将二氧化碳或者氦气按照一定的比例混合氩气，用于混合激光焊接过程中的二次保护气，使焊接的性能得到很大的提高，产生电弧电压更高，焊珠的外形扩大，增强了电弧稳定性。因为这些气体的价格高昂，因此在运输过程中一定要确保安全，同时还要相对更为经济，这样我们才能真正达到降低制造成本的目的。
四、混合激光焊接技术在现代汽车制造中的应用
随着激光焊接技术的不断发展，各个汽车企业纷纷引进最新的焊接工艺，直接影响着其在汽车制造业中的行业竞争力，混合激光焊接技术的种种优点在汽车制造中发挥充分，可以大大降低制造成本，提高铝合金材料性能，已经在大众、宝马等知名制造公司。例如：宝马5系列轿车的铝合金隔板；大众PhaetonD1的车门；大众Golf、AudiA4和A6、Passat的车顶等等。在汽车制造中使用混合激光焊接技术的主要汽车公司有：大众、通用、奔驰、日产、菲亚特、福特、宝马、丰田，还有国内的奇瑞。
目前，混合激光焊接技术已经被广泛应用于汽车制造业中，并不断完善，推动汽车制造业的发展，同时汽车制造业的飞速发展，不断提出新的需求，从而反过来促进混合激光焊接技术的不断优化。为了满足人们对汽车质量、功能和外观的新需求，要求我国汽车制造企业一定要根据实际情况，引进最新的焊接工艺，提高汽车制造中的工作效率和产品质量，同时降低成本，从而达到企业稳定、持续发展的目标。因此，在汽车制造中广泛应用混合激光焊接技术等先进工艺，已经成为国内汽车业内人士的关注。在汽车制造业的发展中，混合激光焊接技术的优化，降低成本，运输的经济性和安全性仍需要我们不断探索，推动我国汽车制造业的快速发展。
参考文献
激光焊接技术范文篇3
关键词：汽车制造；激光焊接；趋势
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.037
、汽车的出现改变了人们的出行方式，为人们节省了时间，同时也推进了社会的快速发展，大力发展汽车制造业成为当今世界各国的重要关注的对象。激光焊接科技凭借穿透深、适应性好、能量密度高、精度高等优势成为当前汽车行业最重要的技术之一。通过激光将几块具有一定性能、材质以及厚度差异的薄板拼焊在一起，然后进行冲压成形。不仅减少了材料的废弃，还减轻了整体重量，提升了综合力学性能。在汽车发展的80多年历程里面，激光焊接技术在汽车制造领域中的应用，受到激光焊接技术本身的优越性与汽车制造行业的整体发展趋势以及市场需求的改变等多方面的影响。因此，发展激光焊接技术对推动汽车行业有着十分积极的意义。
1激光焊接技术的特点
享有“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”等美誉的激光是指受激光发射的辐射光放大。激光焊接指将具有高功率聚焦的激光束为热源，把材料融化并形成高质量的焊接接头，这种焊接方法不仅效率高，而且精度非常精确[1]。
在汽车制造行业中，根据激光焊接技术的差异，可以把激光焊机分为两大类：YAG激光焊机与CO2激光焊机。在制造汽车过程中的主打标工序一般由YAG激光焊机操作的，而表面处理、切割、打孔、焊接等处理过程一般是采用CO2激光焊机完成。由于YAG激光器技术的改善，也会在焊接和切割方面有所运用。激光焊接具备下列特点：
（1）应用范围比较广。
（2）可用来对那些加工材料非常脆弱、硬度极大、高熔点或者相对薄的高效率加工。
（3）热影响区与热变形都很小，焊接缝质量高。
（4）加工速度快，节省材料，污染少，噪音低，劳动强度低。
（5）其设备功能齐全，操作非常简便；具备计算机数控系统，可以进行高精度的立体加工。
2激光焊接技术在汽车制造方面的应用现状
一汽大众企业是最先使用激光焊接技术的企业之一。大约是90年代的时候，一汽大众企业就在300多台汽车使用了激光焊接技术，大多应用在底盘与车体的焊接上面。激光焊接技术在汽车制造领域的运用根据焊接方法的差异大致可以分为下列几种：
2.1激光焊接
齿轮在汽车制造占较大的比重，用激光焊接对变速器齿轮的焊接的运用开启了激光焊机在汽车制造领域运用的先河。变速器对齿轮质量以及转速的要求十分严格，不仅需要高效率的焊接，而且由于考虑到不准给齿轮增添过多的负载，必须采用高净度焊接方法[2]。因此最先把高效精准激光焊接运用到焊接变速器的齿轮上。
1980年期间，以克莱斯勒为首的美国三大汽车制造公司相继把该焊接方式运用于汽车的制造行业。激光焊接技术在提升对传动部件的焊接的性能，同时大大节约了生产原料，为世界节能环保事业做出了贡献。近些年，随着汽车制造材质的不断演进，目前，由于材料的性能不够完善以及不能提升整车的美观等因素，限制了汽车制造业前进的步伐。多大数汽车制造公司引进环保节能的新型材料，例如，新型镁、铝等质量轻的材料。该型材料引进意味着需要更高水准的焊接类型，常规的点焊技术造成镁、铝材料生成了金属键化合物，它们缩短了焊接材料的使用寿命以及削弱了使用效果，而激光焊接的出现很好地避免了常规焊接技术引起的麻烦，因此激光焊接很快成为当今世界汽车制造行业中比较盛行的焊接技术。
2.2激光复合焊接技术
可以把激光复合焊接技术理解成在激光焊接技术基础上的改进――把电弧与激光的焊接技术进行合理的结合。一方面，激光复合焊接技术在焊接效率与速度方面均优于单一的焊接技术，而且具有较好的焊接稳定性。另一方面，单一的激光焊接技术在焊接时受热面积窄、焊缝深，这样对焊接材料多少有些损伤，而电弧焊接采用受热面大的导热焊接方式，不仅拥有较深的焊缝又保证了较为广泛的受热面，大幅度增加了焊接工作的质量与效率[3]。
2.3激光拼接
汽车车身制造的传统方法是先采用冲压技术再进行焊接。此类焊接技术的特点是在完成对每个部分冲压成型工作之后再逐一焊接在一起，以至于每个成型的部件难以较好地融合成一体，从而焊接成品不够完美。激光拼焊技术的研发很好地解决部件融合所存在的问题。激光拼焊改变了以往的车身制造顺序，可将厚度与材质相异或者经不同表面处理的钢板通过激光焊技术，焊接一个组件整体。
3激光焊接技术在汽车工业的发展趋势
与传统焊接组件相比激光焊接的组件费用略高，因此开发低成本、灵活、简便的激光焊接组件是汽车焊接领域的必经之路。目前，在汽车行业的焊接工艺中，对激光器的选择一般为大功率CO2激光器以及脉冲ZD：YAG激光器。在未来激光焊接技术的发展中，激光器的功力将达到1000W以上的有光纤激光器单光纤、单模光纤。
在汽车制造业有贡献的将是二极管阵列激光焊接技术，运用其波长在近红以外区域的激光能量对汽车零件进行焊接[4]。此外，采用激光加热与其它热能相结合的方式为焊接过程提供多重热量的方式，弥补激光单热源在激光焊接技术方面的不足。近年来，广泛运用在汽车制造业方面的焊接技术的复合热源焊接技术有激光与电弧、感应热源复合焊接、双激光束焊接等技术。另外，焊接机器人得到了广泛的发展，行动灵活，变化多样，自动化水平高、都是焊接机器人所具备的优点。焊接质量优越、动作敏捷、反应迅速、机动性好，不存在安全问题等等。
4总结
现在激光焊接技术发展的程度已非常高端了，汽车工业已经步入到一个柔性化的生产链，对相应的技术要求也更高了，加大研发激光焊接技术和相关的激光加工技术对大力发展汽车行业尤为紧迫。近年来，中国制造业在激光焊接技术方面获得了重大突破，然而国内的激光焊接设备制造能力还十分有限，需要借助国外的力量。我国制造行业的首要任务是大力提升在焊接技术领域的研发能力，逐步完成对激光焊接技术设备的制造与生产。
参考文献：