激光焊接的工艺_关于五种激光焊接工艺解析

随着全球制造业的快速发展，焊接技术的应用越来越广泛，焊接技术水平也越来越高。新的焊接工艺和方法不断涌现，专业焊接设备日新月异。与此同时，国内外焊接设备制造商也通过各种方式展示了自己的实力，尤其是为了在展会上展示广泛的产品和先进技术。碳弧焊在世纪末的发展只有一百多年，目前已经形成了上百种方法，焊接工艺水平达到了新的高度。焊接结构正朝着大型化、复杂化和高参数化的方向发展。

激光焊接技术的加工原理

激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散。通过控制激光参数，例如激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率，来熔化工件并形成特定的熔池。

激光焊接可通过连续或脉冲激光束实现，激光焊接的原理可分为热传导焊接和激光深穿透焊接。当功率密度小于10 ~ 10~10 W/cm时，为热传导焊接，此时焊接速度较慢。当功率密度大于10 ~ 10~10 W/cm时，金属表面在热的作用下凹进“孔洞”，形成深穿透焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。

激光焊接技术已广泛应用于汽车、船舶、飞机、高铁等高精度制造领域，极大地提高了人们的生活质量，引领家电行业进入精工时代。

尤其是在大众创造的42米无缝焊接技术大大提高了车身的整体性和稳定性之后，家电龙头企业海尔集团隆重推出了首款采用激光无缝焊接技术生产的洗衣机。先进的激光技术可以给人们的生活带来巨大的变化。

激光复合焊接的加工原理

激光复合焊接是激光束焊接和MIG焊接技术的结合，获得了最佳的焊接效果、较快的焊接速度和焊缝搭桥能力。是目前最先进的焊接方法。

激光复合焊接的优点是：速度快、热变形小、热影响区小，并能保证焊缝的金属组织和机械性能。除了焊接汽车薄板结构部件之外，激光复合焊接还适用于许多其他应用。例如，如果将该技术应用于混凝土泵和移动起重机臂架的生产，这些工艺需要加工高强度钢，而传统技术往往因为需要其他辅助工艺(如预热)而导致成本增加。此外，该技术还可应用于轨道车辆和常规钢结构(如桥梁和油罐)的制造。

搅拌摩擦焊的加工原理

搅拌摩擦焊利用摩擦热和塑性变形热作为焊接热源。在搅拌摩擦焊过程中，将圆柱体或其他形状的搅拌针(如螺纹圆柱体)插入工件的连接处，高速旋转焊头使其与被焊工件材料摩擦，使连接处的材料温度升高而软化。

搅拌摩擦焊过程中，工件要刚性固定在背垫上，焊头边缘高速旋转，边缘工件的焊缝相对于工件移动。

焊头的突出段伸入材料内进行摩擦搅拌，焊头的肩部与工件表面摩擦产生热量，用于防止塑性状态材料溢出，并去除表面的氧化膜。

在搅拌摩擦焊结束时，在终端留下一个小孔。通常，这个小孔可以用其他焊接方法切断或密封。

搅拌摩擦焊可以实现金属、陶瓷和塑料等不同材料之间的焊接。搅拌摩擦焊具有焊接质量高、无缺陷、易于机械化、自动化、质量稳定、成本低、效率高的优点。

电子束焊接的加工原理

电子束焊接是一种利用加速器产生的热能进行焊接的方法

电子从电子枪的发射体(阴极)中逸出。在加速电压的作用下，电子被加速到0.3 ~ 0.7倍光速，具有一定的动能。然后通过电子枪中的静电透镜和电磁透镜的作用，会聚高功率密度的电子束流。这种电子束流撞击工件表面，电子的动能转化为热能，使金属迅速熔化蒸发。在高压金属蒸汽的作用下，在工件表面迅速钻出一个小孔，也叫“小孔”。随着电子束与工件的相对运动，液态金属绕过小孔流向熔池背面，冷却凝固形成焊缝。

电子束穿透能力强，功率密度极高，焊缝深宽比大，可达50: 1，可实现厚材料一次成型，最大焊接厚度可达300 mm，焊接可达性好，焊接速度快，一般大于1m/min，热影响区小，焊接变形小，焊接结构精度高。电子束能量可调，待焊金属厚度可薄至0.05mm，厚至300mm，无坡口，这是其他焊接方法无法实现的。电子束焊接可用于多种材料，尤其适用于焊接活性金属、难熔金属和质量要求高的工件。

超声波金属焊接的加工原理

超声波金属焊接是利用超声波频率的机械振动能量连接相同或不同金属的一种特殊方法。金属的超声波焊接过程中，既不向工件施加电流，也不施加高温热源，而是将框架振动能量转化为摩擦功、变形能和静压下的有限温升。接头间的冶金结合是一种不熔化母材的固态焊接。它有效地克服了电阻焊产生的飞溅和氧化现象，可以对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片进行单点焊接、多点焊接和短带焊接。可广泛用于焊接可控硅引线、保险丝片、电引线、锂电池极片和极耳。

超声波金属焊接是利用高频振动波传递到待焊接的金属表面，在压力下，两个金属表面相互摩擦，形成分子层之间的熔合。超声波金属焊接的优点是高速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷加工。缺点是焊接的金属部分不能太厚(一般小于等于5mm)，焊点不能太大，需要加压。

激光焊接的优点、特点和应用领域。目前，市场上越来越多的企业使用风琴焊机。由于其独特的优点，已成功应用于微小零件的精密焊接。大功率激光设备的出现开辟了激光焊接的新领域。基于针孔效应的深熔焊接已经获得，并广泛应用于机械、汽车、钢铁等工业领域。hfy