激光焊接技术的发展与展望探讨论文_郭立明、高国星、李万君、谢元立、张强

激光焊接技术的发展与展望探讨论文_郭立明、高国星、李万君、谢元立、张强

摘要:现如今,我国科技水平发展迅速,激光焊接技术也有了很大进步。随着我国工业逐渐向高效、环保、自动化转变,激光技术迅速占领制造业的诸多领域,并发挥了重要作用。激光焊接技术是激光技术中的重点,已经被广泛应用于铁路客车,汽车、生物医学、飞机等高精制造行业,提高了人们把生活质量,带动我国工业向精工时代转变。基于此,文章探讨了激光焊接技术的发展与展望。

关键词:激光焊接技术;发展;展望?

引言

近年来,激光焊接技术备受推崇,在各行各业中被广为应用,国内外的专家学者都对这一新型技术抱有浓厚兴趣,孜孜不倦地加以探索和研究,现已取得了丰硕的研究成果,进一步拓展了激光焊接技术的应用渠道,推动了其发展进程。为了保证激光焊接技术优势的最大化发挥,使企业和相关工作人员能够更加清楚明了地认识该项技术,科学合理地使用这一技术手段,下面将对激光焊接技术研究至今所取得的成果加以阐述,并展望其未来发展前景,仅供参考和借鉴。

1激光焊接技术研究现状

目前,在国际上和国内对于激光焊接技术的研究和应用都给予了高度的重视。从国际方面来看,西方发达国家自20世纪70年代开始研究激光焊接技术,经过了40余年的研究获得了傲人的成绩,而在亚洲地区日本处于领先地位,不断诞生了各种先进的科研成果,这些科研成果经过转化后已经运用到了生产制造行业中,如航空航天、电子机械、汽车船舶的制造等等,在技术工艺的革新上发挥着不可小觑的作用。一直以来发达国家对于技术创新都给予了有力的资金支持,相关专业人才在数量和质量上也给技术创新提供了保障,这些都给激光焊接技术的研究创造了有利条件,生产制造行业正是因为采用了激光焊接技术才能得以顺利改革,行业标准不断刷新,产品质量也达到了新的高度。伴随着研究的不断深入,激光焊接技术的应用领域也在逐渐拓展,给人们生产生活都带来了翻天覆地的变化,而不少国家都开始将激光焊接技术应用到军事领域中,如大功率激光器就是在此背景下应运而生的,给激光焊接技术的研究指明了新的方向。

2激光焊接技术的原理

在1960年左右,世界第一部激光器诞生了,随着激光器的诞生,研究人员立刻将激光器投入到了实际运用中,也就是焊接技术的运用,在这样的背景下,激光焊接技术也随之诞生了。激光焊接技术的诞生为众多焊接行业的发展注入了生机与活力,然而由于激光器种类繁多,因此人们对激光器的选择也直接影响着实际工作中的使用情况。人们将激光器按照功率分为两种,分别是激光传热熔化焊与激光深熔焊。激光传热熔化焊的原理是通过被焊接部位吸收激光束,从而产生热量,在工件表面形成熔池,然后熔化,最终可以进行焊接工作;激光深熔焊则是利用激光使加工材料汽化,在工件表面形成空腔,然后利用相对空气的运动使得空腔附近金属熔化,最终完成焊接。

3激光焊接的应用领域

3.1激光焊接技术在轨道客车领域的应用

在轨道客车领域,常用焊接技术有:激光焊接、电子束焊、搅拌摩擦焊、扩散焊、线性摩擦焊等,其中,激光焊接技术应用最为普遍,在该领域中占据重要地位。激光焊接技术被广泛应用于轨道客车设备制造中,激光焊接技术的应用,提高了轨道客车的结构性能,减轻了基体的质量。实际上,轨道客车制造业中就对激光焊接技术展开试验。以激光焊接代替铆钉铆接,车身净重量减轻15%,客车制造成本下降25%,提高了运载量。虽然,我国引入激光焊接技术的时间较短,但是,科学技术的不断发展,5kW工业用的CO2激光器已经被广泛应用于我国轨道客车制造业中,10kW激光器也逐渐被引入工程中。

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3.2激光焊接技术在生物医学的应用

激光焊接技术在诞生十年后就被运用在了生物医学方面,距今已有将近四十年的历史。激光焊接技术在生物医学方面有着许多赫赫有名的战绩,为人们的医学难题作出了卓越的贡献。曾经有一名医学人员利用激光焊接技术,把一名正处于危险中的孕妇抢救了回来,由此开展了在生物医学方面运用激光焊接技术的先河,他的案例也为后来的很多医学人员所模仿,随后,更多的医学人员开始自主进行其他的激光焊接技术在医学方面的应用,最终,激光焊接技术成为了生物医学方面的重要手段之一。部分医学人员甚至将生物医学方面的运用开始转移到其它方面的运用,他们大胆假设,并且获得了成功,可以说对人类的贡献是非常大的。此外,在牙科方面,运用激光焊接的例子也很多,它能够帮助病人改善牙齿状况,让病人的牙齿恢复健康的姿态。

3.3激光焊接技术在汽车制造领域中的应用

随着铁路轨道客车行业的不断发展,对车体质量、加工方式提出更高要求。激光焊接技术被应用于铁路轨道客车制造业中后,生产效率明显提升,质量也获得突破。据悉,在二十世纪八十年代,德国的奔驰、奥迪、大众,瑞典的沃尔沃,日本的丰田、本田,美国的通用、福特等汽车制造企业已经引入激光焊接技术,带动了汽车制造行业的进一步发展。在铁路轨道客车制造行业中,激光焊接技术的应用主要包含三类:对不等厚板进行激光拼焊,对车身总成和分总成进行激光组焊,对零部件进行激光焊接。当前,我国铁路轨道客车制造业不断发展,对激光焊接技术的应用越发急切,以期带动整个行业的生产效率,提高我国汽车质量,降低汽车制造成本。随着激光焊接技术不断发展,我国也已经引入了激光焊接技术,并逐渐向铁路轨道客车制造中扩展,提高了铁路轨道客车制作效率,节约了生产成本。

4未来展望

激光焊接技术作为一种绿色的再制造技术,国内国外的研究机构都对此给予了较高的关注度,对于激光焊接技术未来的展望十分深远而有意义。在焊接材料的研发方面,不仅要给予碳素钢、不锈钢一定的关注度,还要加强研究铝合金、镁合金、钛合金这些有色金属材料,未来要注重研究异种材料和复合材料。在焊接工艺方面,应加强避免激光焊接缺陷的研究,将激光焊接特有的优势发挥出来,研发出能够与激光焊接技术相配合的工艺,最终提高激光焊接质量。在加工系统方面,应关注智能化焊接系统的开发,具备在线实时监控焊接质量的功效。不仅如此,还能实现对问题快速有效的反馈和处理,将先进的计算机技术和智能化机器人技术结合起来,较大幅度地提高激光焊接工艺的制造效率。可以预见,未来激光焊接技术将会在更多领域发挥出更深层次的作用。

结语

综上所述,激光焊接技术在实际应用中有着传统焊接技术所无法比拟的应用优势,该技术不仅具有极高的能量密度,而且不依赖于真空环境,不会受到导电材料的影响,正是这些技术优势,使其不仅在服务业、农业等基础领域中得到了广泛应用,在铁路轨道客车、钢铁生产、精密仪器制造等高端领域中也崭露头角。并且,在智能化技术的带动下,激光焊接技术也将向着智能化的方向发展,越来越多先进的激光器也将相继被研制出来,这些都将为激光焊接技术的快速发展提供强大的技术支撑。

参考文献

[1]王赞,李中成.激光焊接技术的应用及其进展研究[J].科学技术创新,2018(22):188-189.

[2]邹琼琼,龚红英,黄继龙,等.激光焊接技术的研究现状及发展[J].热加工工艺,2016,45(21):20-23.

[3]师文庆.基于振镜扫描的激光微焊接技术研究[D].华南理工大学,2010.

论文作者:郭立明、高国星、李万君、谢元立、张强

论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期

论文发表时间:2020/4/17

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