激光頭技術在製造業(ye) 中的應用是目前各國研究的重點。隨著工業(ye) 發展對高效，環保和自動化的需求，激光頭技術的應用在製造業(ye) 的許多領域迅速普及。在此基礎上，激光焊接頭技術將成為(wei) 激光頭應用的重要方麵之一。激光焊接頭是激光頭加工技術應用的重要組成部分。焊接頭技術也是21世紀最受關(guan) 注，最具發展前景的焊接頭技術。

早在上世紀末，歐美國家就已經將激光焊接頭全麵應用於(yu) 工業(ye) 生產(chan) 。在加快激光焊接頭技術研發的同時，中國逐步建立了“產(chan) ，學，研”相結合的發展體(ti) 係，並在一些領域取得了重大突破。

隨著工業(ye) 製造業(ye) 的發展，高效，靈活，環保的加工技術將受到青睞。激光焊接頭采用高能束聚焦模式，可實現深熔焊，快速焊接頭等焊接過程中難以實現的形式。特別是激光焊接頭設備靈活匹配，實時在線檢測技術成熟，可實現批量生產(chan) 的高度自動化。目前，大量激光焊接頭生產(chan) 線已投入工業(ye) 生產(chan) 。

實踐證明，激光焊接頭在加工工業(ye) 中具有廣泛的應用。基本上，激光焊接頭可以在可以使用傳(chuan) 統焊接頭技術的領域中勝任，並且具有更高的焊接頭質量和更快的加工效率。



采用激光頭技術的焊接工藝

激光焊接頭是利用激光頭的輻射能量實現有效焊接的過程。其工作原理是以特定的方式激發激光頭活性介質（如CO2和其他氣體(ti) 的混合氣體(ti) ，YAG釔鋁石榴石晶體(ti) 等），使其在諧振腔中來回振蕩，從(cong) 而形成激發輻射束。當梁接觸工件時，其能量被工件吸收，並且當溫度達到材料的熔點時可以進行焊接。

 

1.激光焊接頭焊接模式

激光焊接頭可分為(wei) 導熱焊接頭和深熔焊接頭。前者的熱量通過熱傳(chuan) 遞擴散到工件內(nei) 部，並且僅(jin) 在焊接表麵上產(chan) 生熔化現象。工件內(nei) 部未完全穿透，基本上不會(hui) 發生汽化現象。主要用於(yu) 焊接低速薄壁材料。後者不僅(jin) 完全熔化材料，而且蒸發材料以形成大量的等離子體(ti) 。由於(yu) 大量的熱量，熔池的前端會(hui) 出現鑰匙孔。

深熔焊頭是目前應用最廣泛的激光焊接頭焊接方法，因為(wei) 它可以完全焊接具有大輸入能量和快速焊接速度的工件。

 

2.激光焊接頭焊縫的形狀，結構和性能

由於(yu) 激光頭產(chan) 生的聚焦光斑麵積小，焊縫周圍的熱影響區比普通焊接頭技術的熱影響區小得多。通常，激光焊接頭不需要用金屬填充。焊縫表麵連續均勻，外觀美觀，無毛孔，裂縫等表麵缺陷。非常適用於(yu) 對焊縫外觀有嚴(yan) 格要求的場合。盡管聚焦區域相對較小，但激光束的能量密度非常高（通常高達103-108W / cm2）。

在焊接過程中，金屬被加熱和冷卻得非常快，熔池周圍的溫度梯度相對較大，這使得接頭強度高於(yu) 母材，而接頭塑性相對較低。目前，通過雙焦點技術或複合焊接頭技術可以提高接頭質量。

 

3.激光焊接頭的優(you) 點和缺點

激光焊接頭焊接受到如此高度關(guan) 注的原因在於(yu) 其獨特的優(you) 勢：

 （1）激光焊接頭可以獲得高質量的接合強度和更大的縱橫比，焊接速度更快。

 （2）由於(yu) 激光焊接頭不需要真空環境，因此可以通過透鏡和光纖實現遠程控製和自動生產(chan) 。

 （3）激光頭對鈦和石英等難焊材料具有高功率密度和良好的焊接效果，可以焊接不同性能的材料。

當然，激光焊接頭也有其缺點：

 （1）激光頭和焊接頭係統配件價(jia) 格昂貴，因此初期投資和維護成本高於(yu) 傳(chuan) 統焊接工藝，經濟效益差。

 （2）激光焊接頭焊接的轉換效率一般較低（通常為(wei) 5％~30％），因為(wei) 固體(ti) 材料對激光頭激光的吸收率較低，特別是在產(chan) 生等離子體(ti) 後（等離子體(ti) 對激光有吸收作用）。

 （3）由於(yu) 激光焊接頭焦點小，工件接頭設備精度要求高，設備偏差小，加工誤差大。

 

隨著激光焊接頭的普及和應用以及激光頭的商業(ye) 化生產(chan) ，激光頭設備的價(jia) 格急劇下降。然而，高功率激光頭的發展以及新型複合焊接頭焊接方法的開發和應用也改善了激光焊接轉換效率低的缺點。我相信在不久的將來，激光焊接頭將逐步取代傳(chuan) 統的焊接工藝（如電弧焊和電阻焊），成為(wei) 工業(ye) 焊接的主要方法。