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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇激光焊接技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：激光;焊接;技術;應用
中圖分類號： TG456.7 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）01-164-2
0 引言
隨著我國經濟的快速發展，科學技術水平的不斷提高，我國焊接技術也有了很大的進步，尤其是激光焊接技術以其獨有的優勢受到了各行各業的認可和廣泛的應用，為我國制造業、電子行業、生物醫學等領域都做出了極大的貢獻，因此，深入的研究激光焊接技術及其應用不僅能夠促進焊接行業的持續發展，而且對于發展我國工業、農業等其他行業也具有非常重要的現實意義。
1 激光焊接技術
1.1 激光焊接技術的工作機理
20世紀60年代以來，伴隨CO2、YAG等激光器的誕生，研究人員們也迅速將其利用到了焊接技術中，進而開發了激光焊接技術，它的開發和應用為焊接行業帶來了新的希望，并且很快被廣泛應用于各個領域中。激光焊接技術的工作機理由于激光器的不同也各有差異，因而，根據激光器提供的功率密度的大小可以將激光焊接技術分為兩類，一是激光傳熱熔化焊，二是激光深熔焊，他們的工作機理也各不相同。激光傳熱熔化焊所使用的激光器功率密度為105～106w/cm2，其工作機理是被焊工件表面吸收激光束熱量，然后利用熱傳導效應在工件表面形成一定體積的熔池，使被焊部位熔化，然后進行焊接工作。激光深熔焊所使用的激光器功率密度為106～108w/cm2，其工作機理為利用激光器功率密度高的特點，使材料達到瞬間汽化進而在表面形成圓孔空腔，然后再通過控制激光束與工件間的相對運用使空腔附近的金屬熔化，進而完成焊接工作。
1.2 激光焊接技術的特點
近年來，經過研究人員不斷的探索和創新，激光焊接技術終于被成功開發和應用，并且，在某些領域中，傳統的焊接技術已經完全被激光焊接技術所取代。激光焊接技術之所以可以被廣泛的應用，一定是有其獨有的優勢。下面我們就介紹激光焊接技術的突出優點。第一，熱影響區域非常小。由于激光焊接技術是將激光束直接打到被焊接的部位，而激光束又具有方向性強和熱源集中的特點，因而激光束只作用于被焊接的部位，不會影響其他區域。正是因為這個優點，激光焊接技術可以被應用于焊接非常精密的零部件，大大降低了焊件收縮、變形情況的出現。第二，激光束聚集可以產生很高的熱量，因而，利用激光焊接技術所焊接的焊縫強度都很高，保證了焊件的質量，并且焊接工作效率也很高，此外，由于激光束方向性好，不會對非焊接區域造成干擾，因而通常焊縫表面的質量都很好。第三，利用激光焊接可以對非常隱蔽、難以到達的部位進行焊接。這是因為激光焊接技術非常靈活，只需要通過控制激光束的方向就能改變焊接位置。第四，傳統的焊接技術對于金屬間的焊接還是能夠達到的，但是對于異種合金焊接就相對困難了。然而，利用激光焊接技術甚至可以完成金屬與非金屬之間的焊接，可以說是焊接技術新的突破。
當然，一切事物都有兩面性，激光焊接技術雖然有很多突出的優勢，但是依舊存在一些不足之處，比如：第一，如果被焊工件要應用激光焊接技術進行焊接，那么就要求其在焊接前進行高標準的處理，通常要處理焊件的加工精度、裝配等，因為如果被焊工件達不到高標準的要求，那么利用激光焊接技術在焊接過程中很容易造成缺陷;第二，激光焊接技術相對于普通焊接技術有很多優勢，因而受到各行各業的青睞，然而，如果想要應用激光焊接技術，所要購買的激光焊接設備價格相對比較高，對于一些企業而言就需要花費高額的投資成本，這也是有些企業放棄應用激光焊接技術的原因之一。
2 激光焊接技術的應用
2.1 制造業領域
早在20世紀80年代，千瓦級激光器的誕生促使激光焊接技術被成功應用于工業生產中，而在之后的發展中，激光焊接技術被應用最多的就是汽車制造業中。尤其是當今汽車市場非常火爆，汽車制造業迅速發展，激光焊接技術為汽車制造提供了強大的技術支持。就拿發達國家美國和日本來說，兩個國家在汽車制造業上都屬于世界領先水平，90年代初，美國非常有名的通用、福特和克萊斯特汽車制造公司引入了激光焊技術，雖然相對而言激光焊接技術的引入有些晚，但是，這并沒有阻礙激光焊接技術快速發展的腳步，美國相關研究人員對激光焊接技術做出了更大的提升，使得其在汽車制造業上發揮了更大的作用。眾所周知，日本的本田、豐田都是非常出色、實力很強的汽車制造企業，它們所生產的汽車覆蓋件都利用了激光焊接技術，尤其是高強鋼激光焊接裝配件具有非常優良的性能，如今被廣泛應用于汽車制造業中，促進了汽車制造業的快速發展。
2.2 粉末冶金焊接
隨著科學技術水平的不斷提高，在很多制造業中，傳統的材料已經無法滿足產品生產的需要，因而，在很多制造業中都對材料提出了更高的要求。在眾多新型材料中，粉末冶金材料成為了汽車、飛機等制造業所青睞的冶鑄材料，而要想很好的利用粉末冶金材料，就必須解決它與其他零件的連接問題。傳統的焊接技術顯然無法滿足焊接需求，而激光焊接技術的誕生有效解決了這一問題，不僅使粉末冶金材料可以與很多種合金進行焊接，而且其焊接強度也非常高。
2.3 電子工業領域
正如我們上述提到的激光焊接技術的優點之一是其焊接熱影響區域小，而在電子工業中，所要焊接的通常都是比較微小的電子元件，因而，激光焊接技術就可以在電子工業領域中發揮其優勢。此外，激光焊接技術在真空器件研制中也得到了應用，在過去，由于傳感器、溫控器中的彈性薄壁波紋片厚度非常小，大約在0.05―0.1mm之間，傳統電弧焊焊接技術穿透力極強，稍微不小心就可能會穿透波紋片，并且還會影響到其他區域，穩定性較差，這給焊接工作帶來了極大的困難，而應用激光焊接技術由于其穩定性強，激光束容易控制，且熱影響范圍很小，就可以很容易完成波紋片焊接工作。
2.4 生物醫學領域
20世紀70年代，國外研究學者就將激光焊接技術應用到了焊接輸卵管和血管上，并且順利完成了焊接工作，這使得更多的研究人員看到了激光焊接技術的優越性。我國生物醫學研究人員將激光焊接技術應用于大白鼠膽總管焊接上，經過實踐證明激光焊接具有吻合速度快的特點，并且在愈合過程中沒有異物反映，而被修復的組織依舊可以按照原生物力學性狀生長，這為未來的生物醫學發展又提供了寶貴的參考價值。
3 結語
總而言之，近年來，激光焊接技術被廣泛應用于汽車、輪船等制造業，以及電子工業和生物醫學等領域中，該焊接技術的原理主要是利用了激光束聚焦后能獲得高能量的特點，進而在所需焊接的部位打激光束，焊接部位的金屬受到激光束產生的熱能而融化，即可進行焊接工作。激光焊接技術與傳統焊接技術相比具有突出的優越性，促進了焊接行業的快速發展，同時，也正是因為激光焊接技術的優勢，近年來被廣泛應用于汽車制造業、粉末冶金焊接、電子產業以及生物醫學領域，為各領域在焊接方面做出了突出的貢獻，促進了我國工業、醫學等各行各業的快速發展。激光焊接技術以其獨有的優勢給很多領域的工作帶來了極大的方便，不僅促進了焊接技術的發展，而且帶動了工業、農業等很多行業的進步。
參 考 文 獻
[1] 郭偉強，歐玉峰.淺談激光焊接技術及其應用[J].科協論壇（下半月），2011（04）：40.
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關鍵詞：激光焊接 技術 發展
中圖分類號：TG456 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（c）-0053-01
1 激光焊接技術概述
激光焊接技術是激光加工技術的重要內容之一，激光焊接技術國外的研究和應用歷史比較長，20世紀90年代歐美國家已經把激光焊接技術應用于工業、農業等行業的加工和生產過程中。隨后，我國也對激光加工技術以及激光焊接技術進行了廣泛、深入的研究和使用。激光焊接技術是近些年受到廣泛關注和重視的焊接技術之一，由于其他焊接技術無法比擬的優勢和特點，激光焊接技術的應用價值和發展前景被普遍看好。與其他種類的焊接技術相比，焊接時對于溫度的要求比較小，各種溫度下都能進行操作，激光焊接設備較簡單、搭配靈活，激光焊接的應用范圍比較廣，能夠對各種材料實施焊接，并且能對不同材質的物質進行焊接，焊接效果比較好，激光焊接技術焊接速度快、深度大、變形較小。另外，激光焊接技術對于焊接設備的精度要求比較高，并對操作人員的焊接技術水平要求更高，激光焊接設備的成本較其他焊接設備高出很多。激光焊接技術的諸多要求也阻礙了激光焊接技術的應用。無論是傳統的焊接工藝還是新興的焊接工種，激光焊接技術都能夠靈活、自如的進行，且焊接效果比較好，焊接的效率更高。目前已有大量的激光焊接技術生產線投入各個領域的工農業生產過程中。
2 我國的激光焊接技術
目前，我國已經形成了激光焊接技術的研究、開發、生產一條龍的體系，激光焊接技術研發中心、激光焊接設備生產單位逐漸形成，這為激光焊接技術的發展和應用水平的提高提供了充足的資源和環境，對于激光焊接技術和設備的發展和更新注入了動力。國內對激光焊接研究主要集中在激光焊接原理及特性、激光焊接控制、激光焊接質量、激光焊接的領域開發、激光焊接與其他領域合作等方面。廣泛、多領域、多渠道的激光焊接技術的研究和應用已經為激光焊接技術在我國的發展注入了更大的生命力，對于我國社會主義建設提供了強大的技術支持也是激光焊接技術得以較快發展的重要原因。現階段，我國對于高強度鋼激光焊接技術研究以及應用是激光焊接技術的薄弱環節，也可以說是我國激光焊接技術的空白，在理論和實踐層面都缺乏一定的技術支持，技術不成熟直接導致應用領域發展的滯后，相關的高強度鋼焊接生產還在延續傳統的焊接方式，在焊接質量和使用方面都不能夠達到標準，多數高強度鋼焊接的設備和儀器主要依賴于進口，我國應該提高在高強度鋼激光焊接技術領域的研究和支持力度。
3 我國激光焊接技術的發展
3.1 復合焊接方面
總體上看，激光焊接技術有其優勢和好處，相比傳統的焊接技術具有很強的實用性和先進性。但是，無論是那種焊接技術包括激光焊接技術在內，都有各自的缺點和不足之處。對于激光焊接技術來講，其本身也有許多不足之處。在激光焊接過程中，焊接原材料在受熱后熔化、汽化，形成小孔，孔中充滿金屬蒸汽，金屬蒸汽在激光束的作用下形成等離子云。等離子云可以吸收和反射激光，在等離子云的作用下，金屬材料只能吸收一部分激光束，降低了激光的使用效率，激光的能量利用率降低，常常原材料形成疏松和裂紋，焊接過程不穩定等問題。單純的依靠激光焊接技術本身很難徹底解決上述問題。因此，為減少或消除激光焊接的缺點和不足，通過研究，在保持激光焊接技術優點的基礎上，把激光熱源和其他熱源結合使用，在保證激光焊接的優點的基礎上，減少或者消除其缺點和不足，把激光與其他熱源進行復合焊接。復合熱源焊接方式可以有效的解決激光焊接技術的缺點和不足，形成良性、合理利用。
3.2 激光焊接技術的應用方面
現階段，激光焊接技術在應用方面已經覆蓋了工業制造、農業生產、航空航天、海洋勘探等生產領域，激光焊接技術的應用范圍已經比較廣泛。有關于焊接的相關領域都能夠看到激光焊接技術的應用價值和貢獻。隨著激光焊接技術的更新和不斷完善、創新，激光焊接技術的應用領域以及應用空間的廣度和深度也會隨之加深，激光焊接技術的不斷完善和提升直接導致激光焊接技術應用領域的不斷擴大。在今后的發展過程中，激光焊接技術的應用不只停留于簡單的設備和機器，逐漸會向各領域的高、精、尖機械設備方面發展。這也會加大的提高激光焊接技術的技術含量和科技成分，提高激光焊接技術的應用深度和廣度。
4 結語
激光焊接技術隨著科學技術的不斷發展也會呈現出快速、全面發展的態勢，激光焊接技術由于本身的技術優勢和價值其發展前景非常可觀。我國通過多年的激光焊接技術的研究與開發，逐步建立了生產、研究、開發相結合的激光焊接發展體制，并在個別的技術環節和應用方面取得了一定的研究成果。相關的激光焊接技術科研成果逐步的應用于工業制造、農業生產、航空航天、海洋勘探等生產領域。
參考文獻
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關鍵詞：激光焊接技術；原理；特點；應用；發展趨勢
Abstract: laser as a high speed, high precision, high quality and low deformation of welding technology, has been used widely in the industry. In this paper, the laser welding technology of welding principle, characteristics, process parameters, application field in detail, and connecting with the reality, laser welding technology to the development trend of certain discussion.
Keywords: laser welding technology; Principle; Characteristics; Application; Development trend
中圖分類號：P755.1 文獻標識碼：A 文章編號
前言：激光作為一種電磁波，具有許多自身特有的性質，在工業領域得到了廣泛應用。激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一，又常稱為鐳射焊機、激光焊機，按其工作方式常可分為自動激光焊接機、激光模具燒焊機、光纖傳輸激光焊接機、激光點焊機。
1 激光焊接的原理
激光焊接是利用高能量的激光脈沖輻射至材料，對材料進行微小區域內局部加熱，利用激光與金屬的相互作用，激光輻射的能量以熱傳導方式，向材料的內部擴散，將材料熔化后形成特定熔池，達到焊接的目的。
按焊接熔池形成的機理劃分，激光焊接有兩種基本的焊接機理：熱傳導焊接和激光深熔焊。前者所用激光功率密度較低（105～106W／cm2），當激光照射到材料表面時，一部分激光會被材料吸收，一部分會被反射，材料吸收后將光能轉化為熱能市材料表面熔化，然后以熱傳導的方式向工件內部傳遞熱量形成熔池，最后將兩個焊件熔接在一起。熱傳導焊接熔深淺，深寬比較小。
2 激光焊接的特點
電弧焊、電阻焊、高能束焊（電子束焊、激光焊）、釬焊、電渣焊、高頻焊、氣焊、氣壓焊、爆炸焊、摩擦焊、冷壓焊、超聲波焊、擴散焊等焊接方式，是目前常用的焊接工藝。激光焊接相比于其他焊接方式，具有以下無法比擬的優點：（1）可將進入的熱量降到最低的需要量，熱影響區域的相變化范圍小，因熱傳導所導致的熱變形最低；（2）32mm厚板的單道焊接的工藝參數業經鑒定合格，降低了厚板焊接所需的時間，甚至可不使用填料金屬；（3）不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮；（5）激光束易于聚焦、對準，受光學儀器導引，可放置在工件外適當的距離，進行遠距離焊接，甚至可在工件周圍的設備或障礙間導引。
3 影響激光焊接的參數
3.1 激光功率密度
功率密度是激光焊接中最關鍵的工藝參數之一。隨著聚焦透鏡焦長的變化，功率會隨著改變。對于較高的功率密度，表層經過書微秒即可加熱至沸點，產生大量金屬汽化氣體。因此，高功率密度對于打孔、切割、雕刻等材料去除有利。采用較低功率密度，需要經過數毫秒，材料表層溫度才能達到沸點，在表層汽化之前，底層已達到熔點，容易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導型激光焊接中，功率密度在范圍104~106W/cm2內。
3.2 激光脈沖波形
激光脈沖波形既是區別是材料去除還是材料熔化的重要參數，也是決定加工設備體積及造價的關鍵參數。當高強度激光束射至材料表面，材料表面將會有60~98%的激光能量被反射損失掉，且反射率隨著表面溫度的變化而變化。在一個激光脈沖作用周期內，被加工金屬的反射率的變化也很大。
3.3 激光脈沖寬度
激光脈沖寬度是激光焊接中的一個重要問題，尤其對于那些薄片材料焊接時，顯得更為重要。激光脈沖寬度由熔深與熱影響分區決定，激光脈沖寬度越長，熱影響分區就越大，熔深隨著激光脈沖寬度的1/2次方增大。但激光脈沖寬度的增大會降低其峰值功率，較低的峰值功率又會導致多余的熱輸入。
3.4 離焦量、焦斑
離焦量為工件材料表面離聚焦光束最小斑點的距離，將會影響激光功率密度以及焊接質量。因為聚焦光束最小斑點的中心功率密度很高，容易使材料蒸發成孔，所以激光焊接通常需要選取一定的離焦量。聚焦光束最小斑點外的各平面上，功率密度的分布相對均勻。通常長焦距的能量密度低，光斑大，能量密度足夠情況下，可用于對接頭定位精度不高的焊接；短焦距的能量密度較高，光斑小，要求工件配合間隙要小。
4 激光焊接的應用
4.1 在制造業的應用
激光拼焊是將幾塊不同材質、不同厚度、不同涂層的鋼材用激光把邊部對焊，焊接成一塊整體板，以滿足零部件對材料性能的不同要求。從20世紀80年代中期開始，激光拼焊作為新技術在歐洲、美國、日本得到了廣泛的關注。激光拼焊工藝主要是為汽車行業進行配套服務，尤其在車身零部件生產、制造和設計方面，激光拼焊的使用有著巨大的優勢。激光拼焊技術在國外轎車制造中得到廣泛的應用。
4.2 粉末冶金領域
隨著科學技術的不斷發展，以及工業技術對材料特殊的要求，冶鑄材料已不能滿足需要。由于粉末冶金材料所具有的特殊性能和制造優點，在汽車、飛機、工具刃具制造業等領域中正在取代傳統的冶鑄材料，隨著粉末冶金材料的飛速發展，它與其它零件的連接問題顯得日益突出，使粉末冶金材料的應用受到限制。
4.3 電子工業
激光焊接在電子工業中，尤其是微電子工業中得到了廣泛應用。鑒于激光焊接熱影響區小，加熱迅速集中，熱應力低，在集成電路、半導體器件殼體的封裝中，顯示出了其獨特的優越性。在真空器件研制過程中，激光焊接也得到了應用。
5 激光焊接的發展趨勢
5.1 新型激光器的研發
目前的激光焊接所使用的激光器主要為大功率CO₂激光器和YAG激光器。激光器的發展仍然集中于激光設備的開發研制上，如提高電源的穩定性和壽命，對于于CO₂激光器要解決放電穩定性的問題，對于YAG激光器要研制開發大容量、長壽命的光泵激勵光源等。
5.2 焊接工程的有效控制
在激光加工的光束質量及裝置研究方面，應著重放在研究各種激光加工工藝對激光光束的質量要求，以及激光光束和加工質量監控技術上。光學系統及加工頭的設計和研制，開展焊接工藝及材料、焊接工藝對設備要求及焊接過程參數監測和控制技術的研究，對掌握普通鋼材、有色金屬及特殊鋼材的焊接工藝具有重要的影響，準確地選擇控制參數，可改善激光焊接工程的穩定性，提高激光焊接的焊縫質量，并將離子效應、匙孔效應等各種焊接效應控制在理想的范圍內。
結束語：
本文對激光焊接的原理、特點，激光焊接過程中工藝參數，主要應用領域進行了討論，并在最后提出了激光焊接技術發展的趨勢。激光焊接技術憑借其高能量密度、高精度、深穿透、強適應性等特點，被廣泛應用在制造業、冶金業等領域，不僅提高了生產效率，也顯著提高了焊接質量。在21世紀，激光焊接技術必將在材料連接領域發揮至關重要的作用。
參考文獻
[1]鷲尾邦彥.Laser material processing applications in electonic and eletric industries[J].溶接學會論文集，2001，(19)：176-191.
激光拼焊接技術近年來取得了高速的發展，獲得了國際上汽車工業的普遍認可。激光拼焊接技術可以將不同形狀、不同材質、不同涂層的鋼板自動焊接成一塊整體的板材，滿足不同零部件對板材性能的要求，提高焊接的牢固程度，同時，可以有效減少焊接的成本、減少汽車的生產工序，可見激光拼焊接技術在汽車工業上的應用具有廣闊的發展前景，本文對激光拼焊接技術在我國汽車工業的應用進行了探討。
關鍵詞：激光拼焊接技術；汽車工業；應用；探討
隨著經濟的發展和人們生活質量的提高，汽車逐漸成為了人們生活中不可或缺的必需品，汽車的普及給人們的生產生活帶來了極大的便利，但同時也帶了大量的問題，包括能源的消耗、環境的污染以及一系列的安全隱患等。汽車的安全性和穩定性關系到每一個人，在確保汽車安全性和穩定性的前提下，減少汽車的自身重量來達到減少能源消耗、緩解能源危機的目的將是未來汽車工業發展的方向和趨勢，激光拼焊接技術可以很好的幫助人們實現這一目標。
1激光拼焊接技術的含義
激光拼焊接技術是汽車工業的所有焊機技術中最具發展潛力的焊接技術，同時也是較為新穎的焊接技術，最初是來自人們對激光拼焊接板產品的開發，發展至今主要包括激光拼焊板和激光拼焊管，其中又以激光拼焊板的應用最為廣泛，采用激光拼焊的方式不僅可以有效減少汽車的零部件數量、構件重量，還能顯著提高汽車的結構質量以及汽車整體的穩定性，使材料得到充分利用，實現汽車產業的高效、高質的發展，保持汽車產業的生命力以及活力。
2激光拼焊接技術的產品
使汽車構件可以朝著更加輕量化的方向發展，從而緩解能源危機、實現節能減排的目標是激光拼焊接技術在汽車工業領域得到廣泛使用的主要原因，激光拼焊接產品主要包括激光拼焊板和激光拼焊板。
2.1激光拼焊板
激光拼焊板的生產工序包括待焊拼焊板的準備和激光焊接，具體是指將兩塊或兩塊以上的、相同厚度或者不同厚度的材料連接在一起而形成的一種新的產品。激光拼焊板的優勢在于它可以很好的實現設計的要求，將各種不一樣的材質物盡其用，實現最優的組合配置，極大的減少了汽車工業的生產工序、構件重量，使汽車結構的性能顯著提升。
2.2激光拼焊管
激光拼焊管的生產工序包括拼焊板的準備、激光拼焊板的生產、卷管、激光焊接等，具體是指是由相同或者不同厚度的材料構成的一個整體的焊管。激光焊接管是在激光焊接板的基礎上通過對激光焊接板進行二次的深加工而產生的，特點是在新的焊管成型前就已經具有了不同的厚度，且焊管的厚度可以根據設計的需要在焊管的不同部位設置不同的厚度，這有利于下一道焊接工序的減少，提高汽車工業的生產效率，激光拼焊管獨特的優勢使其越來越受到人們的重視和關注，主要應用于汽車的儀表板架、支架結構、橫梁結構等部位的生產當中。相比于傳統的焊管，激光拼焊管的契合度更高、生產成本更低以及可以充分的實現個性化定制、滿足不同客戶的需求，有利于企業贏得更多的市場份額，實現自身穩定、持續的發展。
3激光拼焊接技術的工作原理
3.1激光拼焊接方式
激光拼焊接技術不僅用于直線焊縫的生產，同時也能對“人”字形、“丁”字形等折線焊縫進行生產，激光焊接技術可以忽略材質、厚度、形狀不同等因素的影響，完美的實現構建之間的焊接，激光焊接方式包括基本的“兩張焊接”、“兩張兩列焊接”、“兩張三列焊接”，甚至“三張兩列焊接”、“三張三列焊接”等。
3.2激光拼焊接系統
激光拼焊接單元、焊縫跟蹤單元、質量檢測單元、吸煙除塵單元等構成了激光拼焊接系統，其中激光拼焊接單元是整個激光拼焊接加工過程中的核心部分，負責利用激光焊接頭來完成焊縫的焊接、焊縫位置的及時調整、焊縫的焊后質量檢測等，激光焊接頭是激光頭組件的一部分，完整的激光焊接頭還包括焊縫的跟蹤攝像頭、焊縫的質量檢測攝像頭，是激光焊接過程中核心零部件。其他各相關功能單位的支撐件和載體是工作臺框架，工作臺框架的三個基準面分別用于激光焊接單元的安裝、定位夾緊系統、排煙單元、背部檢測以及背部排渣等，科學完整激光拼焊接系統是激光拼焊接技術在汽車工業上充分發揮作用的保證。
3.3激光拼焊接質量
激光拼焊接的質量直接決定著最后汽車質量和汽車生產線的質量，同時也是檢測激光拼焊接技術有效性的重要指標。在實際的生產過程中，由于焊接參數要根據不同的情況做出不同程度的調整，因此激光拼焊接的質量受到多種因素的影響包括光束的離焦量、偏離量以及焊接線的能量，當焊接線的能量過大時，會導致過熱區的晶粒尺寸粗大，致使接頭的韌性降低；當焊接線的能量過小時，接頭的硬度和強度雖然得到提高，但同時接頭的韌性也會降低。選擇合適的焊接工藝參數，保持合適的焊接線能量進行焊接，可以有效保證焊接接頭具有良好的性能。
3.4追蹤與檢測系統
追蹤與檢測系統是一個集成的系統，焊接跟蹤的組件包括激光視覺傳感器、跟蹤控制器、執行機構，其中激光視覺傳感器位于激光焊接頭的兩端，主要用于對焊接過程進行實時的感應和監控，并將追蹤到的結果用圖像的形式表現出來，再結合質量檢測組件，對追蹤結果進行進一步的分析和檢測，從而及時的發現并焊接過程中的缺陷和異常。
4結束語
激光拼焊接技術在汽車工業上的應用前景將是十分廣闊的。因為激光拼焊接技術在減少汽車構件重量的同時，還很好的提高了汽車的安全性和穩定性，且實現了生產材料的充分利用和材料之間的完美結合，使得激光拼焊接技術一方面符合節能減排的時代要求，一方面降低了汽車工業的生產成本，保證了汽車工業的高效、高質的發展。
參考文獻：
[1]李義田.激光焊接技術在汽車工業中的應用[J].科技信息,2011(16):580.
關鍵詞：激光技術 金屬材料 加工工藝 應用
激光技術屬于新興的制造技術，具有自身的應用優勢和規律，也已經形成了專業的激光理論。激光技術具有以下特點：一是單色性，二是相干性，三是方向性，四是高光強。目前，激光技術已經趨向成熟，但是還需要不斷完善和調整，提高國內激光技術水平。
一、激光技術的應用優勢
1.效率高。目前，激光切割是應用最為廣泛的激光技術，應用于多個領域中。在汽車制造業中，主要應用激光技術切割鈑金零件，不僅可以優化汽車零部件結構，還可以提高汽車的基本性能，在一定程度上降低了汽車的油耗。在航天工業中，主要應用激光技術切割鋁合金。激光技術的廣泛應用在一定程度上推動了工業和制造業的發展。隨著激光束質量的快速提高，激光技術也廣泛應用于金屬材料加工中。激光技術可以切割以下性能的金屬材料：一是高硬度，二是高脆性，三是高熔點，這也是傳統切割技術所做不到的。激光技術在應用的過程中不會對環境造成污染，而且切割的效率非常高，可以在短時間內完成切割任務，適應性也非常強。
2.無污染。激光技術實際上就是把光斑直接照射到需要切割的物件表面，并通過激光斑和物件之間的相互作用使物件的表面在短時間內熔化。相比于傳統的切割技術，激光技術屬于新型高能加工技術，應用的過程不會對環境造成污染，減少能源的消耗，降低企業的材料加工成本。比如：3D激光技術主要應用于切割高強度的鋼材料，對鋼材料的毛邊進行精細處理。如果鋼材料的強度比較大，就必須使用3D激光技術。在應用激光技術的過程中，低熱輸入是激光技術的一大應用優勢，因為很多材料在遇到高溫時性能會發生變化。激光技術在焊接金屬材料時不會對材料的外形造成影響，可以達到極高的精準度，而且激光焊接可以縮短焊接的寬度，提高了焊接的美觀度。
二、激光技術在金屬材料加工工藝中的應用
1.激光切割技術。激光技術使用光斑直接聚焦在金屬材料上，并熔化金屬材料，同時使用激光束氣體把融化掉的金屬材料吹走，保證激光束可以沿著設定好的軌跡切割，形成整齊的縫隙。激光切割技術是應用最廣泛的激光技術，激光切割材料包括以下幾類：一是有機玻璃，二是木板，三是塑料，四是不銹鋼，五是碳鋼，六是合金鋼，七是鋁板。在應用激光技術的過程中并不需要使用刀具，激光技術完全在計算機的操控下，可以實現任意形狀的切割。激光切割實際上就是應用高功率密度來實現切割任務。在計算機的操控下，激光器通過脈沖放電，并輸出激光，產生一定的頻率和光束，光束又通^傳到聚焦在被切割的金屬材料上，進而形成多個光斑。相比于傳統的切割技術，激光切割技術具有以下特點：一是切割質量高，二是切割速度快，三是柔性高，四是適應性強。激光切割技術的精準度非常高，精準度控制在0.05mm，速度可以達到每秒切割10米，而且不會受到金屬材料硬度的影響。
2.激光焊接技術。激光焊接的特點有以下幾個：一是速度快，二是非接觸，三是變形小，比較適合連續性的金屬材料在線加工。在金屬材料加工工藝中應用激光焊接技術可以提高焊接效率，而且無污染。隨著加工技術的快速發展，激光焊接技術水平也在不斷提高。應用激光焊接技術可以實現曲線焊接，提高車身的靈活性，而且可以根據焊接材料的特殊要求進行焊接。激光焊接技術有以下幾種：一是激光與電弧焊接技術，二是等離子弧焊接技術，三是高頻感應熱源復合焊接技術，四是雙激光束焊接技術。不同的激光焊接技術特點不同，技術人員需要結合實際情況選擇激光焊接技術，保證激光焊接技術應用的合理性。
3.激光打孔。激光打孔實際上屬于比較傳統的金屬材料加工技術，相比于其他打孔技術而言，激光打孔技術的精準度比較高。激光打孔技術有著悠久的發展歷史，激光打孔技術最早應用于鐘表制造業，取得了不錯的成就。西方國家應用激光打孔技術的時間比較早，經驗比較豐富，我國與西方國家存在較大差距，我國激光打孔技術還不完善，還需要不斷調整，加大激光打孔技術的研究力度，縮短與西方國家之間的差距，我國也需要結合實際情況合理的借鑒西方國家的先進經驗，提高激光打孔技術水平。
4.激光打標。激光打標的應用性也非常強，激光打標實際上就是應用激光來對需要打標的物體進行照射，并合理的利用化學反映，以此來將標識長時間的留在物件表面。目前，激光打標被廣泛應用于金屬材料加工工藝中，激光打標技術的應用不會對金屬材料的性能產生任何影響，這是傳統打標技術所做不到的。激光打標技術也在不斷完善和調整，提升打標的質量，已經成為國家的關鍵防偽手段，受到越來越多人的肯定。激光打標技術的應用不會對金屬材料本身和性能產生任何破壞。
三、結語
目前，激光技術已經廣泛應用于金屬材料加工工藝中，屬于新型高能加工技術，效率高，操作簡單，而且無污染。其種類也在不斷增多，激光技術使用光斑直接聚焦在金屬材料上，并熔化金屬材料，保證激光束可以沿著設定好的軌跡切割。應用激光焊接技術可以實現曲線焊接，提高車身的靈活性。激光打孔技術的精準度比較高，但是我國的激光打孔技術還需要不斷調整和完善，縮短與西方國家之間的差距。激光打標實際上就是應用激光來對需要打標的物體進行照射，將標識長時間的留在物件表面。不同的激光技術具有不同的特點，技術人員需要結合金屬材料的特點和實際需求來選擇激光技術，保證激光技術應用的合理性。要提高我國的激光技術水平，相關部門還必須加大激光技術的研究和分析力度，合理借鑒西方國家的先進經驗，發展前景十分廣闊。
參考文獻：
[1]馬紅超. 試論金屬材料加工工藝中激光技術的應用[J]. 科技資訊，2016，（25）：54+56.
隨著現代社會的發展和快節奏的生活，汽車在人們的生活中扮演者越來越重要的角色，人們對汽車行業的要求也越來越高，要求汽車的安全性和節能性，以及汽車的輕便性，這些要求直接促進了激光拼焊板技術在汽車行業的應用，目前這種技術已經在世界范圍內廣為應用。
在具體的汽車零件的生產過程中，主要是分離成形法和整體成形 法。分離成形法主要是是指單個的生產零件，然后再利用焊接技術將這些零散的部件焊接起來，形成汽車生產所需要的結構部件。這種成形法的優點在于可以優化單個零件的性能，選擇適宜的材料生產單個部件，將這些部件焊接起來也可以形成系統優勢。但是這樣一來，將會加大生產中的加工和裝配成本，并且由于單個零件的材料不同，再加上焊接時的節點重合，可能會增加汽車的重量。而后者則簡單的多，它是利用一臺壓機，將所需要的材料相同的零件在一塊整體板材上生產的方法，這種方法從實際來看缺點是十分明顯的，因為雖然材料可能相同，但是具體的零件的厚度要求等是不同的，這時候對于選擇生產材料造成了影響，增大了成形難度。
以上兩種是汽車零件生產中傳統上應用的生產方法，其缺點都是增加了汽車自身的重量，降低了汽車的性能優化效果。目前人們對汽車的要求越來越高，除了美觀外，更要求汽車的輕便性、速度，而傳統的部件生產方式無法滿足這種要求。因此，汽車生產領域結合傳統方式的優缺點和現代機械技術，推出了一種新型的部件成形方式，即拼焊板沖壓成形技術。
激光拼焊板技術是在激光焊接技術發展的基礎上，結合汽車部件生產的需要而出現的一種新型的現代加工技術，主要的生產原則是利用高能量的激光，通過對不同類型和不同性能的材料的焊接，使得生產各個零件的材料集中在一張整體板塊上，根據各個部件所需的材料進行沖壓，滿足零件對材料和厚度的不同要求。激光拼焊板工藝在汽車行業的應用，有效地解決了傳統部件成形方法中的缺點和問題，滿足了不同部件的不同材料要求和不同工藝要求。
激光拼焊板技術在二十世紀八十年代中期就已在美國、日本以及西歐等發達國家的汽車生產中得到了廣泛的應用，經過這幾十年的發展，這種部件生產方式的優點越來越明顯，尤其是其生產的部件對于改進汽車的性能方面有巨大的作用，已經在全世界范圍內得到了認可，廣泛地應用于制造汽車車身。本文對激光拼焊板技術及其應用進行論述。
一、拼焊及激光拼焊技術概述
1. 拼焊技術
所謂拼焊技術，就是部件生產中，把生產單個零件所需的不同材料或者多塊材料焊接在一起的方法，這樣一來，生產零件的材料就簡單的形成了一塊毛坯件，方便整體部件生產時的應用。成為所需零部件。此類鋼板我們通常稱之為拼焊板，或者叫TWB(Tailor Welded Blanks)。拼焊板最初是為了解決機械生產中生產零件時材料的寬度或者長度不夠這一問題而引進的技術，利用焊接的方法，把符合要求的材料焊接起來，滿足部件生產時的長度和寬度需要。后來隨著部件生產中各種問題的吧出現，才推動了拼焊板向著不同表面處理、不同種類、不同厚板方向的技術發展，由此才真正實現了汽車鋼板拼焊的目的。
拼焊技術中具體的方法有滾壓電阻縫焊、等離子焊、電子束焊、氣體保護焊等多種方法，但是最為先進的卻是激光焊接技術。隨著 汽車行業生產條件的改進以及激光焊接技術的巨大優勢，汽車行業 現在多選擇滾壓電阻焊或激光焊。前者通常采用搭接接頭，需要一個較小的搭接量。因為在對兩個焊件進行焊接時，部件的接頭處由于重疊作用會使得其稍厚于單個焊件的厚度。并且這種方式由于在使用時的產生的熱量較大，若不注意，會使焊接材料的實際性能受到影響，甚至改變。
2. 激光焊接技術
激光技術作為工藝加工領域的亮點技術，其最重要的優點在于它的鮮明的方向性和操作中對象的相關性。在結合現代機械加工領域其他的技術發展，使得激光逐漸代替傳統的焊接技術，成為現代工業加工的主流技術。這種焊接方式的優點很多，尤其是對于高熔點金屬或兩種不同金屬焊接時，不會影響金屬材料的性能。并且由于激光技術的高度相關性和目標的集中性，不會影響整體的材料。在對不同的材料進行焊接時，采用的是對接的方式而不是大街，這樣避免了材料焊接部位的重疊，不會使焊接部位的重量增加，提高了焊接材料的重量均衡性。這些優點都推進了激光焊接技術的推廣，甚至出現了代替滾壓縫焊的趨勢。但是鑒于激光焊接技術的設備要求較高，一時之間還無法完全替代滾壓縫焊技術，但是其發展前景是十分樂觀的。
在激光焊接技術中，常見的激光器的材料主要有半導體、固體、氣體、液體等，鑒于生產設備和實施中的技術要求，目前汽車加工領域常用的激光器主要是氣體激光器和固體激光器。
二、激光拼焊板技術的優勢
與傳統的焊接技術相比，激光焊接技術的長處在于改變了各種沖壓零部件的點焊技術，可以結合自身的技術特點，將不同特點的金屬材料根據要求焊接成一個后進行沖壓，使需要的部件成形。
激光拼焊技術的優勢主要體現在以下幾個方面：
1、其獨特的焊接技術能夠減輕車身重量，提高汽車的輕便性
這種技術使得在焊接時可以采用連接而非搭連的方式，減少了重疊時造成的零件重量的增加，能夠有效地降低整體車身的重量。
2、可以做大限度的將相關的零件結合成整體部件，增強汽車的整結構鋼度
這種技術可以對生產中的部件性能進行優化焊接，使零件的系統得以強化，有利于提高部件整體的結構精度，同時也可以減少零部件生產的加工程序。
3、可以很好地提高生產材料的利用率
這種技術擺脫了傳統焊接時對材料的浪費，可以將不同厚度以及性能的材料焊接起來，構成汽車的部件，從而能夠提高材料的利用效率，避免了材料的浪費。
【關鍵詞】焊接技術 汽車制造業 應用與現狀 發展前景
一、焊接設備和焊接的材料的科學應用
在汽車制造行業中焊絲、焊條、SnPb和CuZnMe都是比較常用的焊接材料。不同的焊接材料都有不同的特點，各種各樣的電焊條主要是用在手工電焊操作中，操作靈活、使用方便是其主要特性。在氣保護的焊接操作中主要使用的是藥芯焊絲，具有適應性強、焊接強度比較高的特性。SnPb主要適用在釬焊與釬涂的應用對象上。CuZnMe主要用于鋼結構件釬焊，具有成本低、效果好等特點。焊接設備的合理科學的應用促進了焊接技術的高水平發揮，是焊接材料的高效質量服務保障，同時更是不同的焊接工藝、焊接材料以及焊接對象與設備有機統一起來的橋梁和紐帶。因此，實現 焊接在工藝、材料與設備上的高度統一和高效服務能夠有效的減少各項工藝在環節上的復雜多變的銜接過程，便利了生產與其他各項操作和管理。
二、焊接技術的創新發展與汽車工業焊接技術的運用
（一）汽車工業中焊接工藝的現狀。
在汽車制藥業中焊接工藝是其中一項最為關鍵的技術，它與汽車涂裝、沖壓還有汽車整體裝配是汽車工業中的四大技術支柱。焊接技術涉及道路產品的生產工藝、設備的篩選、材料的管理、現場的控制以及計算機的科學應用和機械制造等其他學科，是一種跳躍式的發展，它是集成性能很強的一門綜合應用技術。汽車工業在制造過程中總共可以分為六大部分，分別是汽車的框架、汽車的車身、動力變速箱、汽車發動機、汽車車廂和車橋。在這六大組成中，無處不見焊接工藝的應用，包括了各種焊接技術、焊接工藝和焊接的方法，所以人們常說焊接工藝在汽車工業中的科學應用在汽車生產的珍格格過程中都占據了無可取代的重要地位。從焊接工工藝中的壓力焊、釬焊以及切割焊和電弧焊等遠離，可以將焊接工藝簡單分為點焊、對焊、電弧焊激光焊等等。
（二）焊接工藝中點焊工藝的創新式發展。
1.鎂合金點焊工藝
熱傳遞性能好、導電性強是鎂合金材料的主要熱點，鎂合金材料的熱傳導系數比傳統的金屬材料打出很多，因此在利用鎂合金材料進行焊接時需要使用比較大的電流，電流流經工件時所產生的電阻熱能夠大量融化材料金屬，在比較大的壓力下完成焊點的連接。由此我們可以看出，鎂合金點焊工藝主要是包括焊接的電流以及時間和壓力電極三大元素，鎂合金的點焊工藝主要是一般點焊和墊片附件點焊兩類。墊片附件工藝點焊在鎂合金和銅電極之間設置一定的尺寸，焊點的面積大、直徑大在焊接過程中焊頭可以貫穿工件是該工藝的主要特點。同時因為其焊點面積較大，也很容易產生較大的空洞，我們需要適當增大電流的下降的時間以此來解決這一問題。
2.NdFeB永磁體激光點焊
NdFeB永磁材料是近年來研發出的一種新型復合材料，該材料具有性能突出的磁能和環保性，被廣泛應用在電子和汽車制造業中。但是因為磁體自身具有很大的脆性，因此很容易發生易脆的問題。我們可以將一些具有剛性的材料與磁體材料相結合，進而解決磁體材料易脆的缺點。
三、激光焊接技術的發展
激光焊接技術簡單說就是通過具有較高強度的激光照射作用使材料表面可以通過熱能的吸收進而發生蒸發和融化，沿著實現規定好的方向形成焊縫，以此來達到汽車部件的焊接要求。激光焊接可以分為脈沖焊接和連續激光焊接等。脈沖焊接主要被用于材料質料輕薄的焊接和單點式的連續焊接中，后者適用材料質料較厚的的切割和焊接。總而言之，激光焊接技術的非接觸性焊接所帶來的無磨損特性是其主要的特點，同時還能夠提高焊接效率、降低噪聲污染低、減少環境污染的功能，在未來激光焊接技術必會得到更為全面的發展和創新。
四、焊接工藝在自動化方向的發展
近年來，我國汽車制造業快速發展使得自動化管理模式逐漸應用到汽車生產的每一項工藝中，如電源焊接、機器人焊接和變速箱焊接都是以自動化控制技術為主的。我們很容易就能看出，提高焊接設備的功能與自動化控制技術的發展與應用是分不開的。與此同時，自動化控制工程的高效發展是離不開計算機技術的技術支持，可以說自動化控制技術的發展是隨著計算機系統全面應用而來的。隨著科技的不斷進步，信息化時代的帶來，新的技術手段也在焊接生產的過程中得到應用和創新。汽車制造業中具有生產品種多、生產產品柔性化以及產品小型批量生產的特點，焊接機器人的研發與投入正好解決了汽車生產的現實特點，因此汽車工業在對新型汽車的生產線中，大力推廣焊接機器人的投入與應用是未來汽車行業的必然趨勢。
五、結束語
汽車工業的快速迅猛發展對焊接技術工藝提出了更高的要求，隨著人們的物質文化水平與生活水平都不斷提高，汽車工業應該充分根據焊接技術的廣泛應用做出快速調整，體現出了焊機技術舉足輕重的作用和創新的特點，更重要的是焊接技術需要突破傳統觀念的束縛，通過自主創新、完善管理鑒定的向著全自動化、一體化和現代化的發展方向發展。
參考文獻：
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[關鍵詞]激光焊接；工藝；質量
前言
激光是輻射的受激發射光放大的簡稱，由于其獨有的高亮度、高方向性、高單色性、高相干性，自誕生以來，其在工業加工中的應用十分廣泛，成為未來制造系統共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高輻射強度的激光束，激光束經過光學系統聚焦后，其激光焦點的功率密度為104－107W／cm2，加工工件置于激光焦點附近進行加熱熔化，熔化現象能否產生和產生的強弱程度主要取決于激光作用材料表面的時間、功率密度和峰值功率。控制上述各參數就可利用激光進行各種不同的焊接加工，這種焊接工藝在未來工業事業中將會得到廣泛的應用與研究。激光焊接與傳統的焊接方法相比，激光焊接尚存在設備昂貴，一次性投資大，技術要求高的問題，使得激光焊接在我國的工業應用還相當有限，但激光焊接生產效率高和易實現自動控制的特點使其非常適于大規模生產線和柔性制造。其中，激光焊接在汽車制造領域中的許多成功應用已經凸現出激光焊接不同于傳統焊接方法的特點和優勢，也為許多大功率激光器制造商和激光焊接設備制造商提供了更為誘人的經濟效益前景。
1.激光焊接的一般特點
激光焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝，它與電子束等離子束和一般機械加工相比較，具有許多優點：激光束的激光焦點光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔點、高強度的合金材料；激光焊接是無接觸加工，沒有工具損耗和工具調換等問題。激光束能量可調，移動速度可調，可以多種焊接加工；激光焊接自動化程度高，可以用計算機進行控制，焊接速度快，功效高，可方便的進行任何復雜形狀的焊接；激光焊接熱影響區小，材料變形小，無需后續工序處理；激光可通過玻璃焊接處于真空容器內的工件及處于復雜結構內部位置的工件；激光束易于導向、聚焦，實現各方向變換；激光焊接與電子束加工相比較，不需要嚴格的真空設備系統，操作方便；激光焊接生產效率高，加工質量穩定可靠，經濟效益和社會效益好。
2.激光焊接工藝與方法
2，1雙／多光束焊接。雙／多光束焊接的提出最初是為了獲得更大的熔深和更穩定的焊接過程和更好的焊縫成形質量，其基本方法是同時將兩臺或兩臺以上的激光器輸出的光束聚焦在同一位置，以提高總的激光能量。后來，隨著激光焊接技術應用范圍的擴大，為減小在厚板焊接，特別是鋁合金焊接時容易出現氣孔傾向，采用以前后排列或平行排列的兩束激光實施焊接，這樣可以適當提高焊接小孔的穩定性，減少焊接缺陷的產生幾率。
2.2激光－電弧復合焊。激光－電弧復合焊是近年激光焊接領域的研究熱點之一。該方法的提出是由于隨著工業生產對激光焊接的要求，激光焊接本身存在的間隙適應性差，即極小的激光聚焦光斑對焊前工件的加工裝配要求過高，此外，激光焊接作為一種以自熔性焊接為主的焊接方法，一般不采用填充金屬，因此在焊接一些高性能材料時對焊縫的成分和組織控制困難。而激光一電弧復合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小變形的優點，又具有間隙敏感性低、焊接適應性好的特點，是一種優質高效焊接方法。其特點在于：可降低工件裝配要求，間隙適應性好；有利于減小氣孔傾向；可以實現在較低激光功率下獲得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本；電弧對等離子體有稀釋作用，可減小對激光的屏蔽效應，同時激光對電弧有引導和聚焦作用，使焊接過程穩定性提高；利用電弧焊的填絲可改善焊縫成分和性能，對焊接特種材料或異種材料有重要意義：激光與電弧復合焊的方法包括兩種，即旁軸復合焊和同軸復合焊。旁軸激光電弧復合焊方法實現較為簡單，但最大缺點是熱源為非對稱性，焊接質量受焊接方向影響很大，難以用于曲線或三維焊接。而激光和電弧同軸的焊接方法則可以形成一種同軸對稱的復合熱源，大大提高焊接過程穩定性，并可方便地實現二維和三維焊接。
3.激光焊接過程監測與質量控制
激光焊接過程監測與質量控制一直是激光焊接領域研究和發展的一個重要內容，利用電感、電容、聲波、光電、視覺等各種傳感器，通過人工智能和計算機處理方法，針對不同的激光焊接過程和要求，實現諸如焊縫跟蹤、缺陷檢測、焊縫成形質量監測等，并通過反饋控制調節焊接工藝參數，從而實現高質量的自動化激光焊接過程。
3.1激光焊接過程監測。利用各種傳感器對激光焊接過程中產生的等離子體進行檢測是常用和有效的方法，如圖1所示。根據檢測信號的不同，激光焊接質量檢測主要包括以下幾種方式：光信號檢測，檢測對象為激光焊接過程中的等離子體（包括工件上方和小孔內部）光輻射和熔池光輻射等。從檢測裝置的安裝來看，主要包括與激光束同軸的直視檢測、側面檢測和背面檢測。使用的傳感器主要有光電二極管、光電池、CCD和高速攝像機，以及光譜分析儀等。聲音信號檢測，檢測對象主要為焊接過程中等離子體的聲振蕩和聲發射。等離子體電荷信號，檢測對象為焊接噴嘴和工件表面等離子體的電荷。利用光電傳感器檢測激光焊接過程中等離子體光輻射強度的變化是激光焊接過程監測與控制的重要方法之一。國內外研究工作表明，利用光電傳感器可以自動檢測出焊接過程中因激光功率、焊接速度、焦點位置、噴嘴至工件表面距離、對接間隙等工藝條件的波動引起的焊縫熔深和成形質量的變化，不僅可以診斷出諸如咬邊、燒穿、駝峰等焊縫成形缺陷，而且在一定工藝條件下還可以檢測焊縫內部質量，例如，氣孔傾向的嚴重程度。
3.2激光焊接過程控制。激光焊接過程控制的主要內容就是對焊接工藝參數的控制。在激光焊接時，光束焦點位置是影響激光深熔焊質量最關鍵而又最難監測和控制的工藝參數之一。在一定激光功率和焊接速度下，只有焦點處于最佳焦點位置范圍時，才可獲得最大熔深和良好的焊縫成形。偏離這個范圍，熔深則下降，甚至破壞穩定的深熔焊過程，變為模式不穩定焊接或熱導焊。但實際激光焊接時，存在多種因素影響焦點位置的穩定性，包括因非平面工件和焊接變形引起的焊接噴嘴一工件距離變化，激光器窗口、聚焦鏡等元件熱透鏡效應引起焦點位置的變化，以及光束在飛行光路中不同位置引起焦點位置的變化等。如何迅速確定激光焦點位置并將其控制在合適的范圍，一直是激光焊接迫切要求解決而又難度很大的課題。
【關鍵詞】先進焊接技術；電子束焊；激光焊；攪拌摩擦焊
前言
與傳統的焊接技術相比較，當前的焊接技術在各個方面都有了很明顯的優勢，目前在中國的制造企業的先進焊接技術主要有電子束焊接、激光焊接和攪拌摩擦焊等三種焊接技術，無論技術含量還是實用性方面都比傳統技術要有很大的進步。本文將就上述三種技術做一個簡要的討論，并且闡述在實際中的應用。
一、先進焊接技術應用領域
（一）在航空領域的應用
在當前，新的焊接技術在世界上應用的都比較廣發，主要體現在飛機制造、航空航天這類大型的制造業。即便是下一代的飛機制造，也使用這種新的焊接技術，已經完全替代了鉚接技術。由于航空航天材料方面的更新，高性能、多功能、符合還和高環境相容性是未來航空航天材料發展的主要趨勢。隨著科技發展的不斷進步，在航空航天方面材料的使用上要求已經逐步的提高，飛機的機體結構和發動機材料的結構也經歷了四個階段的發展，正在跨入第五階段即機體材料結構為復合材料、鋁合金、鈦合金、鋼結構（以復合材料為主）、發動機材料結構為高溫合金、鈦合金、鋼、復合材料。飛機制造中采用了各種焊接技術。焊接結構件在噴氣發動機零部件總數中所占比例已超過50%，焊接的工作量已占發動機制造總工時的10%左右。
激光焊廣泛應用于航空航天制造業，特別是武器裝備和飛行器結構制造中，如飛機大蒙皮的拼接、蒙皮與長衍的焊接、機身附件的裝配（如腹鰭和襟翼的翼盒）、薄壁零件的制造（如進氣道、波紋管等）以及航空渦輪發動機葉片的修復、合金飛行舵翼焊接、燃料貯箱加強筋條激光焊代鉚等。
攪拌摩擦焊在航空航天業的應用主要包括以下幾個方面：機翼、機身、尾翼；飛機油箱；飛機外掛燃料箱；運載火箭、航天飛機的低溫燃料筒；軍用和科學研究火箭和導彈；熔焊結構件的修理等。
由以上資料可以看出，隨著新材料、新技術的出現，在航空航天領域，先進焊接技術這逐漸取代傳統制造技術而成為主流發展趨勢。
（二）在汽車制造領域的應用
電子束焊接在汽車制造領域應用的較為廣泛，影響著汽車部件的方方面面。焊接熱處理強化或冷作硬化的材料是，接頭的力學性能不發生變化。同時，可以焊接內部需保持真空度的密封件、靠近熱敏元件的焊件、形狀復雜且精密的零部件，也可以同時施焊具有兩層或多層接頭的焊件，這種接頭層與層之間可以間隔幾十毫米。
激光焊技術主要用于車身拼焊、框架結構和零部件的焊件。激光拼焊是指在車身設計制造中，根據車身不同的設計和性能要求，選擇不同規格的鋼板，通過激光裁剪和拼裝技術完成車身某一部位的制造。激光拼焊具有減少零件和模具數量，減少電焊數目，優化材料用量，減小零件重量，降低成本，提高車底剛度和制造精度等優點。激光焊接的零部件，無焊接變形，焊接速度快，不需要焊后熱處理，激光焊接已廣泛應用于變速器齒輪、車閘和保險桿。車門鉸鏈等零部件的焊接。
目前，攪拌摩擦焊在汽車制造工業中的應用主要為：發動機引擎和汽車地方車身支架，汽車輪轂，液壓成型管附件，汽車車門預成型件，轎車、旅行車、卡車、摩托車等的車體空間框架，載貨車的尾部升降平臺汽車起重器，汽車燃料箱，公共汽車，和機場運輸車，鋁合金電梯，鋁合金汽車修理等。
二、技術創新的趨勢
當前，新的焊接技術主要應用在大型的設備行業，這些行業關系著國計民生，但是隨著科技的進步，技術方面也會相應的有所創新，相對也會漸漸的融入到民生行業當中，就當前發展情況來看，在未來主要有以下三方面發展趨勢：小型化、集成化、信息化。
（一）小型化
隨著各種新技術的涌現和融合，這些應用于大型結構的設備將不斷的小型化以適應普通的生產需求。同時還可以在同等工作要求下精簡設備、降低成本，使普通的小企業也可以享受這種高效、優質的技術。激光輔助攪拌摩擦焊（LAFSW），就是在焊前通過激光進行輔助加工，得到滿意效果，還可以加工非金屬和不導電的材料，大大擴大了該技術的使用范圍。同時，還可以將已有焊接技術進行嫁接，以期達到更佳效果。目前，已有文獻稱將等離子弧成功應用于攪拌摩擦焊的輔助工藝。
（二）集成化
當前主流的焊接技術在使用的過程中，很少出現與其他的技術共同使用的情況，基本上都是獨立運行的，而在未來這一情況將漸漸的改變。先進焊接技術的設備非常龐大，而且運行也十分復雜，與其他技術相結合會使得整個技術得到相應的提高，也會有更廣闊的發展空間，相應的也提高了生產效率。
（三）信息化
隨著科技發展，計算機技術和焊接技術的即一步應該與結合，使得焊接技術在理論、實踐方面有著大量的數據提供給大家參考。而計算機云技術的出現與廣泛應用，也使得焊接技術可以基于網絡信息的平臺，建立一個龐大的數據庫，通過數據庫，完成了焊接技術的信息化。信息化的出現，方便了整個行業對該技術的使用與共享，從而形成行業標準。各種技術都有不同的參考，在使用中也會有詳細的記錄，對于提高行業的整體技術有著非常大的幫助，這樣使得我國工業整體的水平在未來都會上升到一個層次，從而達到產業升級。
三、結語
焊接技術在我國制造業盡管有了長足的進步，品種規格不斷增多性能和水平不斷提高但可靠，性穩定性和質量方面還存在一些問題。為適應國內外市場急速發展和激烈競爭的需求，焊接設備與制造業將以市場為目標，加強對現代焊接技術的研究開發，特別是發展高效、節能、高性能、優質和多絲高速焊接設備、重大裝備及其數字化控制技術和新焊接材料，另一方面，先進制造技術的蓬勃發展，正從信息化、集成化、系統化、柔性化等幾個方面對焊接技術的發展提出了越來越高的要求，推動了焊接自動化技術的發展。特別是數控技術、柔性制造技術和信息處理技術等單元技術的引入，促進焊接自動化技術革命性的發展。
參考文獻
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[關鍵詞]激光；金屬材料；工藝
中圖分類號：TG665 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）18-0020-01
一、激光加工技術的特點
激光是一種相干光源，具有單色性、平行性和相干性的特點，能量密度高，方向性好。激光束聚焦在被加工材料表面的某一點時，激光的光能會瞬間轉化為熱能，產生上萬攝氏度的高溫，再堅硬的材料都會在瞬間達到熔點溫度迅速熔化，溫度再繼續升高達到沸點，材料發生汽化，使得被切除的地方形成了一個小孔洞，被切除的余料在汽化過程中被蒸發掉，沒有殘余。激光加工材料的過程實際上是待加工材料局部因溫度急劇迅速升高持續發生液化和汽化現象的過程。
激光加工技術可以實現傳統的鈑金加工方法難以完成的零件加工。當要在一個箱體較大的鋼件上鉆許多大小不一的孔時，傳統鈑金工藝方法無法做到，但激光加工技術就能夠輕松完成。而且，在連續加工同樣的零件時，激光加工技術比傳統工藝技術的準確度更高，速度更快，市場競爭力更強。
在二維平面中，激光加工更有柔性。例如在使用激光切割機切割時，工件是固定的，切割機的割頭是可移動的，這樣不僅可以避免加工出現死角，提高加工材料的利用率，還能夠簡化加工設備。激光加工設備不是靠控制零件、設置模具或改變加工路線來進行加工的，而是由計算機系統整體控制來完成的，因此，激光加工工藝中不存在刀具的磨損、變形等問題，過程可以能夠通過數控來完成，而且完成精度高，質量好。
二、激光加工技術在金屬材料加工工藝中的應用
1、激光切割
1）激光切割能夠有效的利用編程軟件的優點，極大的提高薄板型材料的利用率，減少材料的使用與浪費，同時減輕工人的勞動強度與力度，達到理想的效果。另一方面，優化排料的這一功能性，可以省略薄板切割的開料環節，有效的降低材料的裝夾，減少加工輔助的時間。因此，促使切割方案更合理的安排，有效的提高加工效率及材料的節省；2）在日益發展的市場環境中，產品的開發速度即意味著市場。激光切割機的應用，可以有效的減少模具的使用數量，節省新產品的開發周期，促進其開發的速度與腳步。零件經過激光切割后的質量良好，且生產效率明顯提高，有助于小批量的生產，強而有力的保障了產品開發周期日漸縮短的市場氛圍，而激光切割的應用可以對落料模的尺寸大小進行精準的定位，為日后的大批量生產鋪墊下堅實的基礎；3）鈑金加工作業中，幾乎所有的板件痘需要在激光切割機上一次成形作業，并進行直接的焊接合套，所以激光切割機的應用減少了工序與工期，有效的提高工作效率，能夠實現工人勞動強度與加工成本的雙重優化與降低，同時促進工作環境的優化，極大的提高研發速度與進度，減少模具投入，有效的降低成本；4）激光切割機在鈑金加工中干的普遍應用，能夠有效的縮短新產品等的加工與制造周期，極大的減少模具的投入等；極大的提高工人的加工速率，省去不必要的加工程序；同時，激光切割機在工業加工中的廣泛應用，能夠有效的加工各種復雜的零件，提高精確度，有助于直接縮短加工周期、提高加工的精準度、略去沖壓模具的更換程序，有效的提高勞動生產率。
2、激光焊接
從目前的發展態勢看，激光焊接技術不斷滲透到汽車行業，為行業發展提供了必要的技術支撐。具體而言，這種應用主要體現在以下兩個方面：首先，傳動件焊接。當前，激光焊接技術可滿足汽車傳動系統中70%的零件的焊接需求。與其它焊接技術相比，激光焊接不僅可以提高零件的使用壽命，而且可以降低零件的使用成本，體現出其獨特的應用價值。其次，焊接組合件。簡單地說，焊接組合件就是將分散的平板工件焊接成體、沖壓成形。通過焊接組合件，既可以減少工件數量，也可以提高部件性能，還可以減輕車體重量，進而優化汽車的整體性能。以雅閣汽車為例，它的車門是由1.4 mm的鋼板和0.7 mm的薄板拼焊沖壓而成，降低了40%的車門重量。
此外，激光焊接技術憑借其堅固性強的特點，還廣泛應用于刀具、刃具、量具制造行業。例如，我國圓鋸片的年產量超過1 000萬片，不僅滿足了建筑行業對高質量鋸片的迫切需求，而且保障了國外鋸片市場的有效供給。
3、激光打孔
激光打孔是一項傳統的、實用的激光材料加工技術。與其它技術相比，激光打孔具有精度高、效率高、效益高等優勢，成為當前制造行業不可或缺的技術元素。從20世紀末，激光打孔技術的發展速度明顯加快，多元化傾向明顯加強。而且，隨著技術的不斷完善，孔徑越來越小，而性能卻越來越高。粗略地計算，如果我們在飛機機翼上打上5萬個半徑為0.032 mm的小孔，就可以因為氣流阻力的減小而節省40%的油量。在我國，激光打孔技術也有著相對較長的發展歷史。早在20世紀60年代，我國就將該技術應用于鐘表制造行業，目前其累計產值已超過23億元人民幣。然而，與發達國家相比，我國還存在著一定的差距。現如今，發達國家已將激光打孔技術廣泛應用于醫藥制造、食品加工、飛機制造等行業領域，為其帶來了巨大的物質和精神財富。
4、激光打標
激光打標技術是一項應用性極強的激光材料加工技術。它通過高密度、高能量的激光，對工部件實行局部照射，并依靠汽化、液化等各類化學反應，將標識永久性地留在工部件表面。當前，金屬制品是激光打標技術應用最為廣泛的行業領域。如刃具、量具、軸承等金屬制品，都需要依賴激光打標技術為其打印標記。而且，激光打標可在絲毫不影響晶體的性能的情況下，將看似不可能的標記打印變為現實。此外，隨著技術的不斷進步，一些非金屬制品，如大理石、玻璃、陶瓷等，也可以應用激光打標技術進行打標。近些年來，激光系統不斷完善，目前平均最高功率可達250 WYAG，極大地加深了標記的深度，提高了標記的質量。而且，激光打標技術作為一種嶄新的產品防偽手段，受到社會各界越來越廣泛的關注。
三、結語
綜上，隨著社會工業的不斷發展以及激光加工技術的進步，激光加工技術必然會成為金屬加工技術應用中的重要加工手段，因此，值得廣大同行的關注與重視，在實際生產中予以大力的推廣。
參考文獻：
關鍵詞：鋼結構，厚板，焊接，施工
厚板高強度結構鋼焊接過程所要解決的最主要的問題是防止焊后裂紋的產生,同時在滿足焊縫區強度要求的同時,提高焊縫金屬及焊接熱影響區(HAZ)的韌性,使之滿足規范要求。
1.厚板高功率激光深熔焊接原理
激光深熔焊的示意圖如圖-1所示，高功率CO2激光深熔焊接的基本特征是小孔形成和光致等離子體產生，當激光功率密度達到106時，功率輸入遠大于材料熱傳導、對流及輻射散熱速率，材料表面發生氣化生成小孔，孔內金屬蒸汽壓力與四周液體的重力、表面張力形成動態平衡，激光可以通過孔中折射傳到孔底，稱為“小孔效應”。在激光焊接過程中形成的等離子體實際上是一種羽團狀閃光的高溫氣體物質，它是由金屬蒸汽原子和原子簇、電子和正離子組成。工件表面低密度等離子體的存在有利于增加材料對激光的吸收，使激光能量傳輸效率提高；但是在高功率激光深熔焊接過程中，致密的等離子有時也會對入射激光產生強烈的屏蔽作用，嚴重影響深熔焊的進行。
圖-1激光深熔焊接過程示意圖
1.1激光深熔焊深熔小孔的形成
低功率密度激光作用在金屬工件表面時，材料對激光的吸收率很低，絕大多數激光能量反射。這一階段金屬材料對激光的吸收僅僅局限在表面。隨著激光作用時間的延長，金屬表面溫度逐漸升高，金屬表面逐漸熔化同時焊接深度也緩慢增長。隨著激光功率密度的增加，表面金屬蒸汽蒸發量增加，這樣由于金屬蒸汽的蒸發而形成的對熔池壓力也增加，熔池下陷增加；同時下凹熔池表面的曲率半徑將減小。當功率增大到某一臨界值，材料的蒸發壓力將在在熔池中形成小孔，焊接深度將突變式的增長，形成激光深熔焊接。汽化的金屬蒸汽在激光的作用下電離，電離的金屬以離子及電子蒸汽極大的促進了激光能量的吸收。小孔內部充滿了高密度的金屬蒸汽離子以及自由電子。小孔的存在極大的促進了激光能量的吸收，小孔像一個黑體，幾乎吸收了全部的激光能量。
1.2深熔焊小孔內的能量吸收機制
深熔焊過程中形成的匙孔效應對激光的吸收具有極其重要的作用，進入匙孔的激光束通過孔壁的多次反射而幾乎完全被吸收。到目前為止，一般認為匙孔內激光的能量吸收機制包括兩個過程：逆韌致吸收和菲聶耳吸收。逆韌致吸收表示的是光致等離子體對激光能量的吸收行為。深熔小孔中充滿著金屬蒸汽原子以及金屬蒸汽和少量保護氣體電離形成的等離子體。激光束穿過等離子體會發生能量衰減，一部分能量被吸收。
1.3深熔焊過程中的光致等離子現象
等離子是指氣體粒子中至少有一部分離子化，從而由中性粒子、陽離子、電子等聚合在一起所組成的氣體或蒸汽狀態。焊接過程中由于激光輻照金屬材料汽化而產生的光致等離子，稱為光致等離子體。激光深熔焊過程中，入射光束的能量密度較大，可以使得熔化的金屬汽化，并在熔池中形成匙孔。在這一過程中，金屬表面和小孔內噴出的金屬蒸氣及少量的保護氣體中的起始自由電子通過吸收光子能量而被加速，直至有足夠的能量來碰撞蒸氣離子使其電離，此時電子密度便雪崩式增長形成致密等離子體。
有研究表明，激光能量密度較低時，等離子體僅由金屬離子蒸汽組成，自由電子動能不足，還不足以使金屬蒸氣原子產生雪崩式地電離，此時電子密度較低，停留在小孔的內部或緊貼在熔池表面。這種穩定的稀薄等離子層的存在有助于激光與金屬材料的能量耦合。對于CO2激光與鋼的相互作用而言，稀薄的等離子體可以使工件對激光的吸收率由10%達到30%~50%。在高功率密度激光深熔焊接條件下，產生的等離子體的電子密度很高，形態為高亮的羽團狀，它的存在和變化行為對于激光深熔焊接過程有著非常重要的影響。光致等離子于熔池和小孔的上方的光路上，其本身的物理特性使其對激光束有折射、散射和吸收作用。
1.3.1光致等離子對激光束的吸收
等離子體通過多種機制吸收在其中傳播的激光束的能量，使其本身的溫度升高、電離度增大。吸收機制可分為正常吸收和反常吸收兩大類。正常吸收即為逆韌致吸收，是由電子―離子碰撞引起的，處在激光電場中的電子被激勵發生高頻振蕩，并且以一定的概率與粒子碰撞，把能量交給較重的粒子（離子、原子），從而使等離子體升溫的過程。反常吸收是指通過多種非碰撞機制，使激光能量轉化為等離子體波能量的過程。這些波能量通過各種耗散機制轉化為等離子體的內能，也會使等離子體升溫。
1.3.2光致等離子體對激光束的折射
由于電子密度的不均勻性，等離子體具有一異常折射率性質，使得入射激光束發散，使得激光束的實際焦點位置下移。通過光譜分析和理論估算，在激光深熔焊中，等離子對激光的折射作用大大降低了作用在工件表面的激光能量密度。有研究人員將等離子體描述為一個負透鏡，而等離子體對激光的折射作用則被稱為負透鏡效應。
2.鋼結構厚板焊接施工要點
2.1高功率激光填絲焊原理及工藝點
激光填絲焊是指在進行激光焊接的同時向焊縫填充焊絲。焊絲的加入可以降低激光焊接對坡口加工精度和裝配精度的要求，擴展了激光焊接在工業生產的應用領域。
激光焊接過程中由于焊絲的加入，焊絲熔化需要吸收一部分激光的能量，這樣在同樣的能量熱輸入條件下，填絲焊與激光自熔焊接相比焊縫的熔深有一定的減小。但是盡管如此，通過填絲的方法大大拓展了激光焊接的應用范圍，其優勢主要表現在：
（1）在一定程度上改善了激光自熔焊接對工件裝夾、拼裝要求嚴的問題。由于激光束在焊接時聚焦僅零點幾毫米的光斑，因此接頭的裝配、拼縫間隙要求較高。舉例來說，船用鋼板激光焊接能夠接受最大的焊件接頭間隙是0.1~0.2mm，雖然采用機械加工的方法可以滿足要求，但會大大增加成本，因此造船廠在實際生產中普遍采用填絲激光焊接，以使熔接的搭橋能力增大至0.4mm[38]。
(2)可以通過調節焊絲成分控制焊縫區組織性能，對熔合區的裂紋等缺陷更容易控制和規避，這尤其對于異種材料及脆性材料的激光焊接工藝十分有利。
在實際激光焊接生產中，大部分的激光填絲焊都是冷絲焊，這是區別于激光熱絲焊而言的。兩者的區別就在于焊絲在焊前是否經過加熱措施。焊絲在焊接過程中都需要激光的能量來實現熔化。在某些情況下，如焊絲的填入量很大或者焊絲材料本身熱阻較高不容易熔化時就需要實現對焊絲進行加熱。熱絲的加入可以減少激光消耗在焊絲上的能量，有效的提高焊接的速度。
2.2高功率激光復合焊原理及工藝要點
激光深熔焊接有其獨特的優點，但同樣也有不能忽視的缺點。例如，激光焊橋接性較差，因此對工件裝配精度要求高；由于激光焊特別是在大功率激光焊接時，在快熔快凝條件下，焊縫熱影響區的組織硬度較高，容易產生冷裂紋等缺陷，此外大功率作用條件下形成深寬更大的焊縫熔池，在高速條件下熔池中的氣泡更來不及排出，這就有可能帶來氣孔問題。
相對于激光焊接來說，電弧焊的優點在于：1）電弧焊接經濟便宜，焊接能量利用率高，可達輸入功率的60%以上；2）電弧焊的熱作用區大，橋接性能好，對焊接工件的間隙和平整度要求不嚴格，間隙和錯位可達工件厚度的1/10；3）電弧焊接熱輸入量大，焊接速度慢，焊接后的焊縫區域硬度不高，與母材相差較少4）與激光的性質不同，電弧焊不存在反射和散射的問題，可以焊接鋁銅等高反射材料；5）通過填絲或熔化極材料的填入和開坡口，可以焊接超厚的工件。而電弧焊接的缺點在于焊接速度慢，工作效率低且當焊接速度太快時電弧將非常不穩定，電弧會產生出現跳動，焊接熔深淺，深寬比小。這主要是因為電弧焊接能量不集中。功率密度通常只有102~104W/cm2，不能形成深熔焊；焊接熱輸入量大，再加上低的焊接速度，焊接后焊件的變形量大焊縫組織的熱應力大。
2.3鋼厚板低合金高強鋼焊接性要點
低合金高強度結構鋼是在低碳結構鋼的基礎上添加一定量的合金元素（如Mn、Si、Cr、Mo、Ni、Cu、Nb、Ti、V、Zr、B、P和N等，但總量不超過5%，一般在3％以下），以強化鐵素體基體，控制晶粒長大，提高強度和塑性、韌性。一般在熱軋后條件下供貨以滿足用戶對沖擊韌度的特殊要求。如要求更高強度（σs=490～980MPa），也可以在調質狀態下供貨。低合金高強度結構鋼按屈服點（σs）分級。每種強度等級的鋼都有其自身的焊接性特點。這類鋼的焊接性特點主要體現在兩個方面：
1)熱影響區的淬硬傾向。這類鋼中合金元素含量較多，碳當量較高，熱影響區容易出現硬而脆的馬氏體組織，硬度明顯增高，熱影響區的塑性、韌性降低，抗應力腐蝕能力惡化，冷裂紋的傾向較大。熱影響區的淬硬傾向主要取決于鋼材的化學成分，一般可以用碳當量來表示。對于化學成分既定的鋼材，熱影響區的淬硬程度主要決定于800~500℃或800~300℃以及Tm~100℃溫度區間的冷卻時間(簡稱t8/5、t8/3、t10-C)。即決定于鋼板厚度、接頭型式等結構因素和預熱溫度、焊接線能量及焊后冷卻條件等工藝因素。
根據熱影響區的淬硬傾向，又將σs≥441MPa的低合金結構鋼分為低淬硬傾向鋼和高淬硬傾向鋼。
σs441Mpa的低合金結構鋼一般是正火或正火加回火處理的鋼，由于碳當量較高，淬硬傾向較明顯，制訂這種鋼的焊接工藝時，應根據接頭型式和鋼材厚度，調整焊接線能量和預熱溫度以控制焊接熱影響區的冷卻速度，使之既可避免因硬度過高而出現冷裂紋，又不致因冷卻速度過慢使晶粒長大而降低熱影響區性能。在材料和結構因素已定的條件下，就是確定能夠避免冷裂紋產生的最低預熱溫度和相應的最小焊接線能量。
σs588MPa的低合金鋼為調質鋼，其含碳量＜0.20％，這類鋼碳當量雖高，但其塑性和韌性很高，而且焊接性良好。焊接時不要求很高的預熱溫度，而且焊后不用熱處理便可獲得與基體金屬力學性能相當的焊接接頭，這是因為在焊接過程中使熱影響區近縫區得到了低碳馬氏體加下貝氏體組織，從而獲得綜合性能良好的接頭。若冷卻速度太慢，奧氏體轉變成粗大貝氏體，使近縫區性能惡化，所以焊接這類鋼時必須有一個最低冷卻速度。但冷卻速度過大又會導致抗裂性和接頭塑性變壞。因此在材料和結構已經確定的情況下制訂焊接工藝時，必須協調好預熱溫度和線能量之間的關系。通常是確定最低預熱溫度和允許的最大線能量。
2)焊接接頭中的裂紋。焊接低合金結構鋼，最容易出現的焊接裂紋是冷裂紋。其中最多見的是焊縫和熱影響區的根部裂紋；焊接熱影響區的焊道下裂紋、焊趾裂紋等，焊縫金屬中的縱向或橫向裂紋。在結構因素確定的情況下，這些裂紋主要由鋼材的淬硬傾向大、冷卻速度快以及接頭的擴散氫含量高造成的。焊接低合金鋼時應該嚴格控制氫的來源，采取必要的措施，使氫盡量逐出；選擇合適的焊接線能量和預熱溫度，控制t8/5，以改善焊縫和熱影響區的組織狀態；選擇合理的接頭型式和焊接順序，避免應力集中。這樣才可能防止和減少焊接冷裂紋的產生。
結語
關鍵詞：汽車車身；焊接技術；智能及自動化
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
引言
汽車的焊接技術是汽車制造過程中一項重要的環節，汽車的發動機、車廂、變速器、車橋、車架的生產都離不開焊接技術。汽車的某些部分在生產時需要特殊強度的材料作為支撐，例如大型的齒輪和輪緣就需要有高強度的合金鋼來制成，材料的強度可以確保汽車的使用年限，但是，高強度的鋼材價格比較高，在生產汽車的過程中會造成成本的增加，焊接技術的應用取代了合金鋼的使用，而且提高了齒輪的耐用性，降低了汽車的生產成本。特別是汽車制造公司，焊接是應用機器人的主要領域，因為機器人能在高輻射、強煙霧的惡劣環境下連續工作，并且機器人工作靈活、焊接精度高等優點，所以它保護了工人的身體建康，提高了加工產品的質量、縮短了加工產品的時間，提高了生產效率。因此焊接機器人必將代替工人應用于汽車焊接生產線。
汽車車身焊接的智能化與自動化
一、焊接技術在汽車生產中的應用
在汽車的生產過程中，人們運用電阻焊接的方法，這種方法運用電學、傳熱學和冶金學等多門學科，因此，要想使焊接質量提高，就必須對電學的相關因素進行控制。電阻焊接工藝是在制定參數的基礎上實現的，現在隨著計算機技術的高速發展，實現了數值模擬技術，計算機實現了對數據的篩選工作，人們在車間就不用再花費大量的時間來篩選數據，節約了大量的人力、物力和財力，提高了汽車制造商的經濟效益。尤其是在近幾年來汽車制造業的蓬勃發展，在汽車車身的薄板結構的裝配過程中，使用電阻焊接的方法，采用鋁合金等新的復合材料，增強了焊接的性能。
二、機器人的結構組成與分類
機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業的可編程智能化設備。機器人具有能自動控制、可重復離線編程、具有多功能、多自由度的結構特點，通常由4大部分組成，即執行機構、驅動系統、控制系統和智能系統。
機器人的執行機構，主要由機械傳動系統和末端執行器組成，包括手部、腕部、腰部和基座等。機器人的控制系統包括：控制電腦和伺服控制器。機器人的驅動動力主要有：電動驅動、液壓驅動、氣動驅動等。
機器人的驅動―――傳動系統，是將能源傳送到執行機構的裝置。其中，驅動器有電機(直流伺服電機、交流伺服電機和步進電機)、氣動和液動裝置;而傳動機構，最常用的有諧波減速器、滾珠絲杠、鏈、帶及齒輪等傳動系統，用于把驅動器產生的動力傳遞到機器人的各個關節和動作部位，實現機器人平穩運動。機器人的控制系統是由控制計算機及相應的控制軟件和伺服控制器組成，是機器人的指揮系統，對其執行機構發出如何動作的命令。
機器人智能系統由兩部分組成：感知系統和分析－決策智能系統。感知系統主要靠具有感知不同信息的傳感器構成，屬于硬件部分，是機器人的感覺器官，機器人工作時，電腦根據傳感器獲得的信息控制機器人動作。它主要分為內部傳感器和外部傳感器兩大類。
機器人的分析－決策智能系統，主要是靠計算機專用或通用軟件來完成。機器人的所有這些結構協調完成工作指令。它主要分為幾類：從結構功能上分為智能型工業機器人、直角坐標型機器人、圓柱坐標型機器人、球坐標機器人。從用途上可分為：焊接機器人、機器加工機器人、裝配機器人、噴漆機器人、移動式搬運機器人等。
焊接機器人又可包括弧焊機器人、點焊機器人和激光焊機器人。弧焊機器人一般由示教盒、控制盤、機器人本體及自動送絲裝置、焊接電源等部分組成。在弧焊過程中，焊槍跟蹤工件的焊道運動，并不斷填充金屬形成焊縫。點焊機器人由機器人本體、計算機控制系統、示教盒和點焊焊接系統幾部分組成。主要是將沖壓成形的薄板結構的車身覆蓋件在其工件搭接連接處利用電阻熱熔化金屬形成焊點，將焊件聯為一體。
電焊機器人
激光焊機器人主要由機器人本體、送絲系統、激光系統、控制系統等組成。通過電感、電容、聲波、光電等各種電子傳感器，經過控制系處理，根據不同焊接對象和要求，進行焊縫跟蹤、缺陷檢測、焊縫質量監測等項目，通過反饋控制調節焊接工藝參數，從而實現自動化激光焊接。
三、機器人是汽車焊接線現代化重要標志
汽車焊接最主要的是車身的焊接。在汽車制造公司車身的主要焊接方法為弧焊、點焊、二氧化碳保護焊等。隨著社會的發展，人民生活水平的提高，用戶個性化需求的日益強烈，對汽車的安全性、美觀性與舒適性的要求越來越高，同時汽車制造企業為了追求更大的經濟效益，對焊接精度、焊接質量和焊接速度等的要求越來越高，因此建立一條現代化的生產流水線就顯得非常重要。而焊接機器人的應用促進了現代化流水線的建立。
現代化的焊接流水線主要是滿足多車型、多批次的市場需求，提高車身車間生產能力的柔性和彈性。因此現代焊接線必須具有柔性。那么如何才能使焊接線具有柔性呢？普通的焊接線是剛性的，主要由焊接夾具、懸掛點焊機、弧焊機和多點焊機等組成。這種焊接線一般只能焊接一種車型的車身，那么為了滿足市場多元化的需求，就需要重新建立焊接流水線。這對企業來說是非常不利的，企業是追求利潤為目的的，并且重新建立流水線造成了財力、人力、物力的浪費。于是建立柔性化焊接生產線擺在了企業面前。機器人的出現與應用滿足了汽車企業的現代化的需求，實現了焊接生產線的柔性化。那么在車身焊接線上應用的機器人主要有幾種：點焊機器人、弧焊機器人和激光焊機器人。這些機器人的應用，使焊接實現了機器人代替工人工作。
點焊機器人：主要進行的是點焊作業，在點與點之間移位時速度比較快，從而減少了移位的時間，通過平穩的動作、長時間的重復工作和準確的定位，取代了笨重、單調、重復的體力勞動，更好地保證了焊點質量，使工作效率得到了很大的提高。它是柔性自動生產系統的重要組成部分，增強了企業應變能力。
弧焊機器人：弧焊過程比點焊過程要復雜得多，對焊絲端頭的運動軌跡、焊槍姿態、焊接參數都要求精確控制。具有較高的抗干擾能力和高的可靠性。能實現連續軌跡控制，并可以利用直線插補和圓弧插補功能焊接由直線及圓弧所組成的空間焊縫，還應具備不同擺動樣式的軟件功能，供編程時選用，以便作擺動焊，而且擺動在每一周期中的停頓點處，機器人也應自動停止向前運動，以滿足工藝要求。此外，還應有接觸尋位、自動尋找焊縫起點位置、電弧跟蹤及自動再引弧功能等。
激光焊接機器人：激光焊接是與傳統焊接本質不同的一種焊接方法，是將兩塊鋼板的分子進行了重新組合，使兩塊鋼板融為了一體變為一塊鋼板，從而提升了車身結構強度。同時在焊接過程中焊接工件變形非常小，一點連接間隙都沒有，焊接深度/寬度比高，焊接質量高。從而提升了車身的結合精度。可見機器人的應用，實現了焊接流水線的智能化，實現了焊接生產線的自動化與現代化。
四、機器人在汽車焊接線中的重要應用
汽車工業的飛速發展，加劇了產業間的激烈競爭。特別是對于汽車企業來說，誰先搶占先機，誰就能在競爭中獲勝。獲勝的關鍵是生產效率的提高，是科技的創新。特別是機器人的應用，使生產線實現了柔性化、自動化。機器人在焊接線上的應用，可以使各種車型能夠進行混線生產，節約了投資成本，在更換新車型時只需要更改焊接機器人運動軌跡的程序，同時可以進行離線編程，節省了時間。焊接機器人不僅使焊接生產線實現了智能化，還極大的提高了焊接線的產品質量和工作效率，減輕了工人的勞動強度，使工作環境得到了改善，并且能替代人完成一些人不能操作的作業任務。特別是最近幾年大眾汽車實現了焊接技術的飛躍。
激光焊接的車身，使大眾在眾多的汽車生產企業里成為科技引領者，成了汽車業里的強者。縱觀大眾能夠成功的途徑，主要是采用了激光機器人代替人工勞動，將各種光學、機械、電子科學技術與焊接技術有機結合，實現焊接的智能化、精確化和柔性化，從而使焊接質量與生產效率得到提高。
機器人的應用使工廠實現了利潤最大化，豐厚的利潤又為科技的創新奠定了堅實的基礎，從而促進了企業的轉型，促進了科技的進步。機器人在汽車工業中的應用，實現在汽車的柔性化生產，減少了投資成本，提高了汽車的產量，實現了轎車進家庭的夢想。
結束語
機器人的應用，縮短產品更新換代的準備周期，減少了設備的投資，減小了勞動強度。同時又提升企業的產品質量，使企業的整體實力和競爭力得到提高。機器人的應用，實現了焊接質量的穩定和提高，保證均一性。機器人技術的應用，有力地推動了世界汽車工業智能化水平的進步，推動了中國汽車工業的躍變。未來機器人必將智能化、微型化，應用于社會的各個領域，促進科技向前發展。
參考文獻
[1]一汽大眾看護機器人的“高級大夫”――記機器人維修管理專家、全國十大杰出青年崗位能手李天明[J].機械工程師.2009(08)
