激光焊接技术的研究现状与应用

　　摘要：激光焊接技术主要运用于国家各项激光加工项目和应用中，它覆盖了制造业、冶金、汽车工业、医学等多个领域，对我国工业发展起着重要作用。文章阐述了激光焊接技术的概况和国内外激光焊接技术的研究现状，对当前激光焊接技术的应用及其发展趋势进行分析，旨在为促进我国激光焊接技术的发展。

　　激光焊接从一开始的固体受激物质发展到目前的高效率、高速度和低变形的焊接技术，历经了数十年，目前它已经成为现代化工业的基础技术之一。它可以根据特定的参数熔化工件形成熔池，从而打造高精尖的工业部件，为我国的基础民生、航空航天、汽车行业等多个领域提供发展的基础。

　　1 激光焊接技术概况

　　经过数十年发展，相较于传统的焊接技术，激光焊接技术具有速度快、深度大等显著优点，这保证了其能够在任何环境下进行焊接，受环境影响较小。在焊接装置方面，激光焊接技术设备简单、安装简便，为技术人员的焊接提供了极大便利。对于一些硬度大的材料，如钛、石英等，传统焊接技术的表现并不理想，而激光焊接技术可以高效焊接，并获得显著效果。

　　2 国内外激光焊接技术研究现状

　　2.1 国外焊接技术研究现状

　　在国外，激光焊接技术主要在欧美和日本等国家广泛应用，这些地区都处于工业化建设的前列，激光技术的发展和应用十分普遍。目前，国外的激光焊接技术十分成熟，可以和传统产业完美契合，如电子工业、家电、航空航天等。国外对于焊接技术的研究总体趋势是全面化、深度化。在工业领域几乎都使用激光焊接，在已有的行业里把激光焊接技术更深入地推进，不断革新。激光焊接技术自诞生以来，就不断更新换代，为人们带来极大便利。在国外，激光焊接技术还处于继续探索阶段，人们致力于探索激光焊接在生活中各个方面的应用。

　　2.2 国内激光焊接技术研究现状

　　我国的工业化道路起步较早，激光焊接技术引入时间也很长，然而相较于欧美国家对于激光焊接技术研究的全面性，我国略有不足。以前，我国对于激光焊接技术的研究重心主要在工业上，近年随着工业化的不断深入推进，我国激光焊接技术的研究正不断辐射到各个行业。此外，我国对于激光焊接本身的技术革新和原理十分重视，比如激光焊接的等离子体形成机理、特性分析、检测等。我国更加致力于改进技术，只有不断强化自身，辐射到周围的各个行业，才能推动整个国家的工业化进程。

　　3 激光焊接技术的应用

　　3.1 制造业

　　激光焊接技术开始引入时，就在制造业中发挥了极其重要的作用。当时的制造业使用激光焊接技术主要是汽车工业，现在被人们熟知的各大汽车品牌，比如奥迪、奔驰、沃尔沃等，早在20世纪80年代就大力引进激光焊接技术，主要用于车顶、车身和侧框的金属焊接。相较于传统的焊接工艺，激光焊接更高效、质量更高。时至今日，激光焊接在汽车工业中发挥着更大作用，它广泛应用在变速箱、半轴和传动轴等汽车零部件，这为汽车行业带来了巨大变革。

　　3.2 粉末冶金领域

　　粉末冶金材料本身在制造业具有巨大的优越性，在传统工业、汽车、飞机和工具的制造上有独特作用，目前的粉末冶金材料正逐渐取代传统的冶铸材料。以前，粉末冶金材料的限制主要在于与其他零件的连接问题，这是因为它本身属于合金复合而成，传统工艺无法有效实现焊接。而激光焊接技术改变了这一现状，激光焊接技术可以实现更高质量的焊接，它属于熔融焊接，以激光束为能源，完美解决了传统的熔融焊接受限于环境的问题。

　　3.3 电子工业

　　激光焊接技术的出现使电子工业迎来蓬勃发展。在电子工业中，半导体、集成电路等精密复杂的仪器本身在焊接上就具有一定困难，稍有不慎就会造成材料的损坏，人工焊接和传统焊接都有可能给它带来极大的损耗。激光焊接技术更加强调精密性，可以有效代替人工和传统工艺，误差更小。对于一些真空器件的研制，激光焊接有更好的表现，比如不锈钢支持环、快热阴极灯丝组件等。

　　3.4 生物医学

　　激光焊接在生物医学领域的应用在以前并不常见，但它的确有着不可替代的作用。20世纪70年代，国外研究组织就使用激光焊接技术成功焊接了人类的输卵管和血管，并取得巨大成功，从此，人类开始了对于其他人体组织的激光焊接，这为现代生物医学做出了巨大贡献。目前，人们开始了对人体神经组织的研究，这方面的技术正逐渐趋于成熟。在牙科领域，激光焊接已经有了较为成熟的应用，它可以用来焊接牙科合金，比如钛合金、烤瓷冠桥等，这些在口腔修复领域都有极其重要的作用。

　　4 激光焊接技术及其发展趋势

　　4.1 复合焊接

　　为弥补激光焊接技术的一些缺陷，人们提出了将热源与激光进行复合焊接的工艺。这种焊接技术具有一定的前瞻性和先进性。目前，大概有以下3种激光复合焊接技术：①高频感应复合焊接技术可以通过电磁感应进行热源的加热，这种热源加热技术更加环保，还可以实现加热区域的精准控制，与激光进行复合焊接，在自动化材料的加工过程中起到重要作用；②TIG复合焊接技术使用电弧来增强激光的作用，电弧和激光相互作用，可以精准、高速地进行薄件焊接；③等离子弧复合焊接利用了等离子弧加强激光焊接的能力，实现了高速焊接，也改善了焊缝。

　　4.2 激光焊接技术的发展趋势

　　目前，激光焊接技术的发展趋势主要在3方面有较大改善。①激光焊接技术与其他工业技术的结合，它强调激光焊接技术与其他光电技术的有效结合，用新的微电子技术来改造焊接工艺的装置，把数控技术应用在激光焊接技术设备上，实现人为控制和柔性化。②对控制方法展开研究，当前的控制方法大体分为线性和非线性的控制。对于两种控制方法都需深入探讨和研究。③焊接控制系统的智能化，焊接技术要与计算机技术进行有效结合，在焊接控制系统中植入人为的算法，可以有效提升激光焊接技术的工作效率，让激光焊接设备更具智能化，减少人为的事故和损伤。

　　5 结语

　　目前，激光焊接技术在国内外都有着广泛研究。国外研究更加全面，在各方面都提倡生活上的应用；国内研究更加深入，对技术本身的研究更加严谨。激光焊接在制造业、粉末冶金、电子工业等重要领域都有其应用。当前激光焊接技术主要朝着复合焊接、智能化和多种技术结合的方向发展。

　　作者简介：杜路鹏（1988-），男，山西长治人，镇江原轼新型材料有限公司中级机械工程师，研究方向：金属材料焊接及热处理。

　　参考文献

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　　（责任编辑：张闪闪）