不锈钢的激光焊接
一、绪论
激光焊以聚焦的激光束作為(wèi)能(néng)源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。它具有(yǒu)输入热量少、焊接速度高、接头热变形和热影响區(qū)小(xiǎo)、熔池形状深宽比大、组织细、韧性好等优点。焊接时无机械接触，有(yǒu)利于实现在線(xiàn)质量监控和自动化生产，经济效益显著。
激光焊接的应用(yòng)领域
1、制造业应用(yòng)
激光拼焊(TailoredBlandLaserWelding)技术在國(guó)外轿車(chē)制造中得到广泛的应用(yòng)，据统计，2000年全球范围内剪裁坯板激光拼焊生产線(xiàn)超过100条，年产轿車(chē)构件拼焊坯板7000万件，并继续以较高速度增長(cháng)。國(guó)内生产的引进車(chē)型Passat，Buick，Audi等也采用(yòng)了一些剪裁坯板结构。日本以CO2激光焊代替了闪光对焊进行制钢业轧钢卷材的连接，在超薄板焊接的研究，如板厚100微米以下的箔片，无法熔焊，但通过有(yǒu)特殊输出功率波形的YAG激光焊得以成功，显示了激光焊的广阔前途。日本还在世界上成功开发了将YAG激光焊用(yòng)于核反应堆中蒸气发生器细管的维修等，在國(guó)内苏宝蓉等还进行了齿轮的激光焊接技术。
2、粉末冶金领域
随着科(kē)學(xué)技术的不断发展，许多(duō)工业技术上对材料特殊要求，应用(yòng)冶铸方法制造的材料已不能(néng)满足需要。由于粉末冶金材料具有(yǒu)特殊的性能(néng)和制造优点，在某些领域如汽車(chē)、飞机、工具刃具制造业中正在取代传统的冶铸材料，随着粉末冶金材料的日益发展，它与其它零件的连接问题显得日益突出，使粉末冶金材料的应用(yòng)受到限制。在八十年代初期，激光焊以其独特的优点进入粉末冶金材料加工领域，為(wèi)粉末冶金材料的应用(yòng)开辟了新(xīn)的前景，如采用(yòng)粉末冶金材料连接中常用(yòng)的钎焊的方法焊接金刚石，由于结合强度低，热影响區(qū)宽特别是不能(néng)适应高温及强度要求高而引起钎料熔化脱落，采用(yòng)激光焊接可(kě)以提高焊接强度以及耐高温性能(néng)。
3、汽車(chē)工业
20世纪80年代后期，千瓦级激光成功应用(yòng)于工业生产，而今激光焊接生产線(xiàn)已大规模出现在汽車(chē)制造业，成為(wèi)汽車(chē)制造业突出的成就之一。德國(guó)奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽車(chē)制造厂早在20世纪80年代就率先采用(yòng)激光焊接車(chē)顶、車(chē)身、侧框等钣金焊接，90年代美國(guó)通用(yòng)、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽車(chē)制造，尽管起步较晚，但发展很(hěn)快。意大利菲亚特在大多(duō)数钢板组件的焊接装配中采用(yòng)了激光焊接，日本的日产、本田和丰田汽車(chē)公司在制造車(chē)身覆盖件中都使用(yòng)了激光焊接和切割工艺，高强钢激光焊接装配件因其性能(néng)优良在汽車(chē)車(chē)身制造中使用(yòng)得越来越多(duō)，根据美國(guó)金属市场统计，至2002年底，激光焊接钢结构的消耗将达到70000t比1998年增加3倍。根据汽車(chē)工业批量大、自动化程度高的特点，激光焊接设备向大功率、多(duō)路式方向发展。在工艺方面美國(guó)Sandia國(guó)家实验室与PrattWitney联合进行在激光焊接过程中添加粉末金属和金属丝的研究，德國(guó)不莱梅应用(yòng)光束技术研究所在使用(yòng)激光焊接铝合金車(chē)身骨架方面进行了大量的研究，认為(wèi)在焊缝中添加填充余属有(yǒu)助于消除热裂纹，提高焊接速度，解决公差问题，开发的生产線(xiàn)已在奔驰公司的工厂投入生产。
4、電(diàn)子工业
激光焊接在電(diàn)子工业中，特别是微電(diàn)子工业中得到了广泛的应用(yòng)。由于激光焊接热影响區(qū)小(xiǎo)加热集中迅速、热应力低，因而正在集成電(diàn)路和半导體(tǐ)器件壳體(tǐ)的封装中，显示出独特的优越性，在真空器件研制中，激光焊接也得到了应用(yòng)，如钼聚焦极与不锈钢支持环、快热阴极灯丝组件等。传感器或温控器中的弹性薄壁波纹片其厚度在0.05-0.1mm，采用(yòng)传统焊接方法难以解决，TIG焊容易焊穿，等离子稳定性差，影响因素多(duō)而采用(yòng)激光焊接效果很(hěn)好，得到广泛的应用(yòng)。
5、生物(wù)医學(xué)
生物(wù)组织的激光焊接始于20世纪70年代，Klink等及jain[13]用(yòng)激光焊接输卵管和血管的成功焊接及显示出来的优越性，使更多(duō)研究者尝试焊接各种生物(wù)组织，并推广到其他(tā)组织的焊接。有(yǒu)关激光焊接神经方面目前國(guó)内外的研究主要集中在激光波長(cháng)、剂量及其对功能(néng)恢复以及激光焊料的选择等方面的研究，刘铜军进行了激光焊接小(xiǎo)血管及皮肤等基础研究的基础上又(yòu)对大白鼠胆总管进行了焊接研究。激光焊接方法与传统的缝合方法比较，激光焊接具有(yǒu)吻合速度快，愈合过程中没有(yǒu)异物(wù)反应，保持焊接部位的机械性质，被修复组织按其原生物(wù)力學(xué)性状生長(cháng)等优点将在以后的生物(wù)医學(xué)中得到更广泛的应用(yòng)。
