时间：2023-06-04 10:49:30
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇激光焊接技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：激光;焊接;技术;应用
中图分类号： TG456.7 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）01-164-2
0 引言
随着我国经济的快速发展，科学技术水平的不断提高，我国焊接技术也有了很大的进步，尤其是激光焊接技术以其独有的优势受到了各行各业的认可和广泛的应用，为我国制造业、电子行业、生物医学等领域都做出了极大的贡献，因此，深入的研究激光焊接技术及其应用不仅能够促进焊接行业的持续发展，而且对于发展我国工业、农业等其他行业也具有非常重要的现实意义。
1 激光焊接技术
1.1 激光焊接技术的工作机理
20世纪60年代以来，伴随CO2、YAG等激光器的诞生，研究人员们也迅速将其利用到了焊接技术中，进而开发了激光焊接技术，它的开发和应用为焊接行业带来了新的希望，并且很快被广泛应用于各个领域中。激光焊接技术的工作机理由于激光器的不同也各有差异，因而，根据激光器提供的功率密度的大小可以将激光焊接技术分为两类，一是激光传热熔化焊，二是激光深熔焊，他们的工作机理也各不相同。激光传热熔化焊所使用的激光器功率密度为105～106w/cm2，其工作机理是被焊工件表面吸收激光束热量，然后利用热传导效应在工件表面形成一定体积的熔池，使被焊部位熔化，然后进行焊接工作。激光深熔焊所使用的激光器功率密度为106～108w/cm2，其工作机理为利用激光器功率密度高的特点，使材料达到瞬间汽化进而在表面形成圆孔空腔，然后再通过控制激光束与工件间的相对运用使空腔附近的金属熔化，进而完成焊接工作。
1.2 激光焊接技术的特点
近年来，经过研究人员不断的探索和创新，激光焊接技术终于被成功开发和应用，并且，在某些领域中，传统的焊接技术已经完全被激光焊接技术所取代。激光焊接技术之所以可以被广泛的应用，一定是有其独有的优势。下面我们就介绍激光焊接技术的突出优点。第一，热影响区域非常小。由于激光焊接技术是将激光束直接打到被焊接的部位，而激光束又具有方向性强和热源集中的特点，因而激光束只作用于被焊接的部位，不会影响其他区域。正是因为这个优点，激光焊接技术可以被应用于焊接非常精密的零部件，大大降低了焊件收缩、变形情况的出现。第二，激光束聚集可以产生很高的热量，因而，利用激光焊接技术所焊接的焊缝强度都很高，保证了焊件的质量，并且焊接工作效率也很高，此外，由于激光束方向性好，不会对非焊接区域造成干扰，因而通常焊缝表面的质量都很好。第三，利用激光焊接可以对非常隐蔽、难以到达的部位进行焊接。这是因为激光焊接技术非常灵活，只需要通过控制激光束的方向就能改变焊接位置。第四，传统的焊接技术对于金属间的焊接还是能够达到的，但是对于异种合金焊接就相对困难了。然而，利用激光焊接技术甚至可以完成金属与非金属之间的焊接，可以说是焊接技术新的突破。
当然，一切事物都有两面性，激光焊接技术虽然有很多突出的优势，但是依旧存在一些不足之处，比如：第一，如果被焊工件要应用激光焊接技术进行焊接，那么就要求其在焊接前进行高标准的处理，通常要处理焊件的加工精度、装配等，因为如果被焊工件达不到高标准的要求，那么利用激光焊接技术在焊接过程中很容易造成缺陷;第二，激光焊接技术相对于普通焊接技术有很多优势，因而受到各行各业的青睐，然而，如果想要应用激光焊接技术，所要购买的激光焊接设备价格相对比较高，对于一些企业而言就需要花费高额的投资成本，这也是有些企业放弃应用激光焊接技术的原因之一。
2 激光焊接技术的应用
2.1 制造业领域
早在20世纪80年代，千瓦级激光器的诞生促使激光焊接技术被成功应用于工业生产中，而在之后的发展中，激光焊接技术被应用最多的就是汽车制造业中。尤其是当今汽车市场非常火爆，汽车制造业迅速发展，激光焊接技术为汽车制造提供了强大的技术支持。就拿发达国家美国和日本来说，两个国家在汽车制造业上都属于世界领先水平，90年代初，美国非常有名的通用、福特和克莱斯特汽车制造公司引入了激光焊技术，虽然相对而言激光焊接技术的引入有些晚，但是，这并没有阻碍激光焊接技术快速发展的脚步，美国相关研究人员对激光焊接技术做出了更大的提升，使得其在汽车制造业上发挥了更大的作用。众所周知，日本的本田、丰田都是非常出色、实力很强的汽车制造企业，它们所生产的汽车覆盖件都利用了激光焊接技术，尤其是高强钢激光焊接装配件具有非常优良的性能，如今被广泛应用于汽车制造业中，促进了汽车制造业的快速发展。
2.2 粉末冶金焊接
随着科学技术水平的不断提高，在很多制造业中，传统的材料已经无法满足产品生产的需要，因而，在很多制造业中都对材料提出了更高的要求。在众多新型材料中，粉末冶金材料成为了汽车、飞机等制造业所青睐的冶铸材料，而要想很好的利用粉末冶金材料，就必须解决它与其他零件的连接问题。传统的焊接技术显然无法满足焊接需求，而激光焊接技术的诞生有效解决了这一问题，不仅使粉末冶金材料可以与很多种合金进行焊接，而且其焊接强度也非常高。
2.3 电子工业领域
正如我们上述提到的激光焊接技术的优点之一是其焊接热影响区域小，而在电子工业中，所要焊接的通常都是比较微小的电子元件，因而，激光焊接技术就可以在电子工业领域中发挥其优势。此外，激光焊接技术在真空器件研制中也得到了应用，在过去，由于传感器、温控器中的弹性薄壁波纹片厚度非常小，大约在0.05―0.1mm之间，传统电弧焊焊接技术穿透力极强，稍微不小心就可能会穿透波纹片，并且还会影响到其他区域，稳定性较差，这给焊接工作带来了极大的困难，而应用激光焊接技术由于其稳定性强，激光束容易控制，且热影响范围很小，就可以很容易完成波纹片焊接工作。
2.4 生物医学领域
20世纪70年代，国外研究学者就将激光焊接技术应用到了焊接输卵管和血管上，并且顺利完成了焊接工作，这使得更多的研究人员看到了激光焊接技术的优越性。我国生物医学研究人员将激光焊接技术应用于大白鼠胆总管焊接上，经过实践证明激光焊接具有吻合速度快的特点，并且在愈合过程中没有异物反映，而被修复的组织依旧可以按照原生物力学性状生长，这为未来的生物医学发展又提供了宝贵的参考价值。
3 结语
总而言之，近年来，激光焊接技术被广泛应用于汽车、轮船等制造业，以及电子工业和生物医学等领域中，该焊接技术的原理主要是利用了激光束聚焦后能获得高能量的特点，进而在所需焊接的部位打激光束，焊接部位的金属受到激光束产生的热能而融化，即可进行焊接工作。激光焊接技术与传统焊接技术相比具有突出的优越性，促进了焊接行业的快速发展，同时，也正是因为激光焊接技术的优势，近年来被广泛应用于汽车制造业、粉末冶金焊接、电子产业以及生物医学领域，为各领域在焊接方面做出了突出的贡献，促进了我国工业、医学等各行各业的快速发展。激光焊接技术以其独有的优势给很多领域的工作带来了极大的方便，不仅促进了焊接技术的发展，而且带动了工业、农业等很多行业的进步。
参 考 文 献
[1] 郭伟强，欧玉峰.浅谈激光焊接技术及其应用[J].科协论坛（下半月），2011（04）：40.
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关键词：激光焊接 技术 发展
中图分类号：TG456 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（c）-0053-01
1 激光焊接技术概述
激光焊接技术是激光加工技术的重要内容之一，激光焊接技术国外的研究和应用历史比较长，20世纪90年代欧美国家已经把激光焊接技术应用于工业、农业等行业的加工和生产过程中。随后，我国也对激光加工技术以及激光焊接技术进行了广泛、深入的研究和使用。激光焊接技术是近些年受到广泛关注和重视的焊接技术之一，由于其他焊接技术无法比拟的优势和特点，激光焊接技术的应用价值和发展前景被普遍看好。与其他种类的焊接技术相比，焊接时对于温度的要求比较小，各种温度下都能进行操作，激光焊接设备较简单、搭配灵活，激光焊接的应用范围比较广，能够对各种材料实施焊接，并且能对不同材质的物质进行焊接，焊接效果比较好，激光焊接技术焊接速度快、深度大、变形较小。另外，激光焊接技术对于焊接设备的精度要求比较高，并对操作人员的焊接技术水平要求更高，激光焊接设备的成本较其他焊接设备高出很多。激光焊接技术的诸多要求也阻碍了激光焊接技术的应用。无论是传统的焊接工艺还是新兴的焊接工种，激光焊接技术都能够灵活、自如的进行，且焊接效果比较好，焊接的效率更高。目前已有大量的激光焊接技术生产线投入各个领域的工农业生产过程中。
2 我国的激光焊接技术
目前，我国已经形成了激光焊接技术的研究、开发、生产一条龙的体系，激光焊接技术研发中心、激光焊接设备生产单位逐渐形成，这为激光焊接技术的发展和应用水平的提高提供了充足的资源和环境，对于激光焊接技术和设备的发展和更新注入了动力。国内对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、激光焊接质量、激光焊接的领域开发、激光焊接与其他领域合作等方面。广泛、多领域、多渠道的激光焊接技术的研究和应用已经为激光焊接技术在我国的发展注入了更大的生命力，对于我国社会主义建设提供了强大的技术支持也是激光焊接技术得以较快发展的重要原因。现阶段，我国对于高强度钢激光焊接技术研究以及应用是激光焊接技术的薄弱环节，也可以说是我国激光焊接技术的空白，在理论和实践层面都缺乏一定的技术支持，技术不成熟直接导致应用领域发展的滞后，相关的高强度钢焊接生产还在延续传统的焊接方式，在焊接质量和使用方面都不能够达到标准，多数高强度钢焊接的设备和仪器主要依赖于进口，我国应该提高在高强度钢激光焊接技术领域的研究和支持力度。
3 我国激光焊接技术的发展
3.1 复合焊接方面
总体上看，激光焊接技术有其优势和好处，相比传统的焊接技术具有很强的实用性和先进性。但是，无论是那种焊接技术包括激光焊接技术在内，都有各自的缺点和不足之处。对于激光焊接技术来讲，其本身也有许多不足之处。在激光焊接过程中，焊接原材料在受热后熔化、汽化，形成小孔，孔中充满金属蒸汽，金属蒸汽在激光束的作用下形成等离子云。等离子云可以吸收和反射激光，在等离子云的作用下，金属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纹，焊接过程不稳定等问题。单纯的依靠激光焊接技术本身很难彻底解决上述问题。因此，为减少或消除激光焊接的缺点和不足，通过研究，在保持激光焊接技术优点的基础上，把激光热源和其他热源结合使用，在保证激光焊接的优点的基础上，减少或者消除其缺点和不足，把激光与其他热源进行复合焊接。复合热源焊接方式可以有效的解决激光焊接技术的缺点和不足，形成良性、合理利用。
3.2 激光焊接技术的应用方面
现阶段，激光焊接技术在应用方面已经覆盖了工业制造、农业生产、航空航天、海洋勘探等生产领域，激光焊接技术的应用范围已经比较广泛。有关于焊接的相关领域都能够看到激光焊接技术的应用价值和贡献。随着激光焊接技术的更新和不断完善、创新，激光焊接技术的应用领域以及应用空间的广度和深度也会随之加深，激光焊接技术的不断完善和提升直接导致激光焊接技术应用领域的不断扩大。在今后的发展过程中，激光焊接技术的应用不只停留于简单的设备和机器，逐渐会向各领域的高、精、尖机械设备方面发展。这也会加大的提高激光焊接技术的技术含量和科技成分，提高激光焊接技术的应用深度和广度。
4 结语
激光焊接技术随着科学技术的不断发展也会呈现出快速、全面发展的态势，激光焊接技术由于本身的技术优势和价值其发展前景非常可观。我国通过多年的激光焊接技术的研究与开发，逐步建立了生产、研究、开发相结合的激光焊接发展体制，并在个别的技术环节和应用方面取得了一定的研究成果。相关的激光焊接技术科研成果逐步的应用于工业制造、农业生产、航空航天、海洋勘探等生产领域。
参考文献
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关键词：激光焊接技术；原理；特点；应用；发展趋势
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
中图分类号：P755.1 文献标识码：A 文章编号
前言：激光作为一种电磁波，具有许多自身特有的性质，在工业领域得到了广泛应用。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，又常称为镭射焊机、激光焊机，按其工作方式常可分为自动激光焊接机、激光模具烧焊机、光纤传输激光焊接机、激光点焊机。
1 激光焊接的原理
激光焊接是利用高能量的激光脉冲辐射至材料，对材料进行微小区域内局部加热，利用激光与金属的相互作用，激光辐射的能量以热传导方式，向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池，达到焊接的目的。
按焊接熔池形成的机理划分，激光焊接有两种基本的焊接机理：热传导焊接和激光深熔焊。前者所用激光功率密度较低（105～106W／cm2），当激光照射到材料表面时，一部分激光会被材料吸收，一部分会被反射，材料吸收后将光能转化为热能市材料表面熔化，然后以热传导的方式向工件内部传递热量形成熔池，最后将两个焊件熔接在一起。热传导焊接熔深浅，深宽比较小。
2 激光焊接的特点
电弧焊、电阻焊、高能束焊（电子束焊、激光焊）、钎焊、电渣焊、高频焊、气焊、气压焊、爆炸焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊等焊接方式，是目前常用的焊接工艺。激光焊接相比于其他焊接方式，具有以下无法比拟的优点：（1）可将进入的热量降到最低的需要量，热影响区域的相变化范围小，因热传导所导致的热变形最低；（2）32mm厚板的单道焊接的工艺参数业经鉴定合格，降低了厚板焊接所需的时间，甚至可不使用填料金属；（3）不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑；（5）激光束易于聚焦、对准，受光学仪器导引，可放置在工件外适当的距离，进行远距离焊接，甚至可在工件周围的设备或障碍间导引。
3 影响激光焊接的参数
3.1 激光功率密度
功率密度是激光焊接中最关键的工艺参数之一。随着聚焦透镜焦长的变化，功率会随着改变。对于较高的功率密度，表层经过书微秒即可加热至沸点，产生大量金属汽化气体。因此，高功率密度对于打孔、切割、雕刻等材料去除有利。采用较低功率密度，需要经过数毫秒，材料表层温度才能达到沸点，在表层汽化之前，底层已达到熔点，容易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围104~106W/cm2内。
3.2 激光脉冲波形
激光脉冲波形既是区别是材料去除还是材料熔化的重要参数，也是决定加工设备体积及造价的关键参数。当高强度激光束射至材料表面，材料表面将会有60~98%的激光能量被反射损失掉，且反射率随着表面温度的变化而变化。在一个激光脉冲作用周期内，被加工金属的反射率的变化也很大。
3.3 激光脉冲宽度
激光脉冲宽度是激光焊接中的一个重要问题，尤其对于那些薄片材料焊接时，显得更为重要。激光脉冲宽度由熔深与热影响分区决定，激光脉冲宽度越长，热影响分区就越大，熔深随着激光脉冲宽度的1/2次方增大。但激光脉冲宽度的增大会降低其峰值功率，较低的峰值功率又会导致多余的热输入。
3.4 离焦量、焦斑
离焦量为工件材料表面离聚焦光束最小斑点的距离，将会影响激光功率密度以及焊接质量。因为聚焦光束最小斑点的中心功率密度很高，容易使材料蒸发成孔，所以激光焊接通常需要选取一定的离焦量。聚焦光束最小斑点外的各平面上，功率密度的分布相对均匀。通常长焦距的能量密度低，光斑大，能量密度足够情况下，可用于对接头定位精度不高的焊接；短焦距的能量密度较高，光斑小，要求工件配合间隙要小。
4 激光焊接的应用
4.1 在制造业的应用
激光拼焊是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材用激光把边部对焊，焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的不同要求。从20世纪80年代中期开始，激光拼焊作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。激光拼焊工艺主要是为汽车行业进行配套服务，尤其在车身零部件生产、制造和设计方面，激光拼焊的使用有着巨大的优势。激光拼焊技术在国外轿车制造中得到广泛的应用。
4.2 粉末冶金领域
随着科学技术的不断发展，以及工业技术对材料特殊的要求，冶铸材料已不能满足需要。由于粉末冶金材料所具有的特殊性能和制造优点，在汽车、飞机、工具刃具制造业等领域中正在取代传统的冶铸材料，随着粉末冶金材料的飞速发展，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受到限制。
4.3 电子工业
激光焊接在电子工业中，尤其是微电子工业中得到了广泛应用。鉴于激光焊接热影响区小，加热迅速集中，热应力低，在集成电路、半导体器件壳体的封装中，显示出了其独特的优越性。在真空器件研制过程中，激光焊接也得到了应用。
5 激光焊接的发展趋势
5.1 新型激光器的研发
目前的激光焊接所使用的激光器主要为大功率CO₂激光器和YAG激光器。激光器的发展仍然集中于激光设备的开发研制上，如提高电源的稳定性和寿命，对于于CO₂激光器要解决放电稳定性的问题，对于YAG激光器要研制开发大容量、长寿命的光泵激励光源等。
5.2 焊接工程的有效控制
在激光加工的光束质量及装置研究方面，应着重放在研究各种激光加工工艺对激光光束的质量要求，以及激光光束和加工质量监控技术上。光学系统及加工头的设计和研制，开展焊接工艺及材料、焊接工艺对设备要求及焊接过程参数监测和控制技术的研究，对掌握普通钢材、有色金属及特殊钢材的焊接工艺具有重要的影响，准确地选择控制参数，可改善激光焊接工程的稳定性，提高激光焊接的焊缝质量，并将离子效应、匙孔效应等各种焊接效应控制在理想的范围内。
结束语：
本文对激光焊接的原理、特点，激光焊接过程中工艺参数，主要应用领域进行了讨论，并在最后提出了激光焊接技术发展的趋势。激光焊接技术凭借其高能量密度、高精度、深穿透、强适应性等特点，被广泛应用在制造业、冶金业等领域，不仅提高了生产效率，也显著提高了焊接质量。在21世纪，激光焊接技术必将在材料连接领域发挥至关重要的作用。
参考文献
[1]鹫尾邦彦.Laser material processing applications in electonic and eletric industries[J].溶接学会论文集，2001，(19)：176-191.
激光拼焊接技术近年来取得了高速的发展，获得了国际上汽车工业的普遍认可。激光拼焊接技术可以将不同形状、不同材质、不同涂层的钢板自动焊接成一块整体的板材，满足不同零部件对板材性能的要求，提高焊接的牢固程度，同时，可以有效减少焊接的成本、减少汽车的生产工序，可见激光拼焊接技术在汽车工业上的应用具有广阔的发展前景，本文对激光拼焊接技术在我国汽车工业的应用进行了探讨。
关键词：激光拼焊接技术；汽车工业；应用；探讨
随着经济的发展和人们生活质量的提高，汽车逐渐成为了人们生活中不可或缺的必需品，汽车的普及给人们的生产生活带来了极大的便利，但同时也带了大量的问题，包括能源的消耗、环境的污染以及一系列的安全隐患等。汽车的安全性和稳定性关系到每一个人，在确保汽车安全性和稳定性的前提下，减少汽车的自身重量来达到减少能源消耗、缓解能源危机的目的将是未来汽车工业发展的方向和趋势，激光拼焊接技术可以很好的帮助人们实现这一目标。
1激光拼焊接技术的含义
激光拼焊接技术是汽车工业的所有焊机技术中最具发展潜力的焊接技术，同时也是较为新颖的焊接技术，最初是来自人们对激光拼焊接板产品的开发，发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应用最为广泛，采用激光拼焊的方式不仅可以有效减少汽车的零部件数量、构件重量，还能显著提高汽车的结构质量以及汽车整体的稳定性，使材料得到充分利用，实现汽车产业的高效、高质的发展，保持汽车产业的生命力以及活力。
2激光拼焊接技术的产品
使汽车构件可以朝着更加轻量化的方向发展，从而缓解能源危机、实现节能减排的目标是激光拼焊接技术在汽车工业领域得到广泛使用的主要原因，激光拼焊接产品主要包括激光拼焊板和激光拼焊板。
2.1激光拼焊板
激光拼焊板的生产工序包括待焊拼焊板的准备和激光焊接，具体是指将两块或两块以上的、相同厚度或者不同厚度的材料连接在一起而形成的一种新的产品。激光拼焊板的优势在于它可以很好的实现设计的要求，将各种不一样的材质物尽其用，实现最优的组合配置，极大的减少了汽车工业的生产工序、构件重量，使汽车结构的性能显著提升。
2.2激光拼焊管
激光拼焊管的生产工序包括拼焊板的准备、激光拼焊板的生产、卷管、激光焊接等，具体是指是由相同或者不同厚度的材料构成的一个整体的焊管。激光焊接管是在激光焊接板的基础上通过对激光焊接板进行二次的深加工而产生的，特点是在新的焊管成型前就已经具有了不同的厚度，且焊管的厚度可以根据设计的需要在焊管的不同部位设置不同的厚度，这有利于下一道焊接工序的减少，提高汽车工业的生产效率，激光拼焊管独特的优势使其越来越受到人们的重视和关注，主要应用于汽车的仪表板架、支架结构、横梁结构等部位的生产当中。相比于传统的焊管，激光拼焊管的契合度更高、生产成本更低以及可以充分的实现个性化定制、满足不同客户的需求，有利于企业赢得更多的市场份额，实现自身稳定、持续的发展。
3激光拼焊接技术的工作原理
3.1激光拼焊接方式
激光拼焊接技术不仅用于直线焊缝的生产，同时也能对“人”字形、“丁”字形等折线焊缝进行生产，激光焊接技术可以忽略材质、厚度、形状不同等因素的影响，完美的实现构建之间的焊接，激光焊接方式包括基本的“两张焊接”、“两张两列焊接”、“两张三列焊接”，甚至“三张两列焊接”、“三张三列焊接”等。
3.2激光拼焊接系统
激光拼焊接单元、焊缝跟踪单元、质量检测单元、吸烟除尘单元等构成了激光拼焊接系统，其中激光拼焊接单元是整个激光拼焊接加工过程中的核心部分，负责利用激光焊接头来完成焊缝的焊接、焊缝位置的及时调整、焊缝的焊后质量检测等，激光焊接头是激光头组件的一部分，完整的激光焊接头还包括焊缝的跟踪摄像头、焊缝的质量检测摄像头，是激光焊接过程中核心零部件。其他各相关功能单位的支撑件和载体是工作台框架，工作台框架的三个基准面分别用于激光焊接单元的安装、定位夹紧系统、排烟单元、背部检测以及背部排渣等，科学完整激光拼焊接系统是激光拼焊接技术在汽车工业上充分发挥作用的保证。
3.3激光拼焊接质量
激光拼焊接的质量直接决定着最后汽车质量和汽车生产线的质量，同时也是检测激光拼焊接技术有效性的重要指标。在实际的生产过程中，由于焊接参数要根据不同的情况做出不同程度的调整，因此激光拼焊接的质量受到多种因素的影响包括光束的离焦量、偏离量以及焊接线的能量，当焊接线的能量过大时，会导致过热区的晶粒尺寸粗大，致使接头的韧性降低；当焊接线的能量过小时，接头的硬度和强度虽然得到提高，但同时接头的韧性也会降低。选择合适的焊接工艺参数，保持合适的焊接线能量进行焊接，可以有效保证焊接接头具有良好的性能。
3.4追踪与检测系统
追踪与检测系统是一个集成的系统，焊接跟踪的组件包括激光视觉传感器、跟踪控制器、执行机构，其中激光视觉传感器位于激光焊接头的两端，主要用于对焊接过程进行实时的感应和监控，并将追踪到的结果用图像的形式表现出来，再结合质量检测组件，对追踪结果进行进一步的分析和检测，从而及时的发现并焊接过程中的缺陷和异常。
4结束语
激光拼焊接技术在汽车工业上的应用前景将是十分广阔的。因为激光拼焊接技术在减少汽车构件重量的同时，还很好的提高了汽车的安全性和稳定性，且实现了生产材料的充分利用和材料之间的完美结合，使得激光拼焊接技术一方面符合节能减排的时代要求，一方面降低了汽车工业的生产成本，保证了汽车工业的高效、高质的发展。
参考文献：
[1]李义田.激光焊接技术在汽车工业中的应用[J].科技信息,2011(16):580.
关键词：激光技术 金属材料 加工工艺 应用
激光技术属于新兴的制造技术，具有自身的应用优势和规律，也已经形成了专业的激光理论。激光技术具有以下特点：一是单色性，二是相干性，三是方向性，四是高光强。目前，激光技术已经趋向成熟，但是还需要不断完善和调整，提高国内激光技术水平。
一、激光技术的应用优势
1.效率高。目前，激光切割是应用最为广泛的激光技术，应用于多个领域中。在汽车制造业中，主要应用激光技术切割钣金零件，不仅可以优化汽车零部件结构，还可以提高汽车的基本性能，在一定程度上降低了汽车的油耗。在航天工业中，主要应用激光技术切割铝合金。激光技术的广泛应用在一定程度上推动了工业和制造业的发展。随着激光束质量的快速提高，激光技术也广泛应用于金属材料加工中。激光技术可以切割以下性能的金属材料：一是高硬度，二是高脆性，三是高熔点，这也是传统切割技术所做不到的。激光技术在应用的过程中不会对环境造成污染，而且切割的效率非常高，可以在短时间内完成切割任务，适应性也非常强。
2.无污染。激光技术实际上就是把光斑直接照射到需要切割的物件表面，并通过激光斑和物件之间的相互作用使物件的表面在短时间内熔化。相比于传统的切割技术，激光技术属于新型高能加工技术，应用的过程不会对环境造成污染，减少能源的消耗，降低企业的材料加工成本。比如：3D激光技术主要应用于切割高强度的钢材料，对钢材料的毛边进行精细处理。如果钢材料的强度比较大，就必须使用3D激光技术。在应用激光技术的过程中，低热输入是激光技术的一大应用优势，因为很多材料在遇到高温时性能会发生变化。激光技术在焊接金属材料时不会对材料的外形造成影响，可以达到极高的精准度，而且激光焊接可以缩短焊接的宽度，提高了焊接的美观度。
二、激光技术在金属材料加工工艺中的应用
1.激光切割技术。激光技术使用光斑直接聚焦在金属材料上，并熔化金属材料，同时使用激光束气体把融化掉的金属材料吹走，保证激光束可以沿着设定好的轨迹切割，形成整齐的缝隙。激光切割技术是应用最广泛的激光技术，激光切割材料包括以下几类：一是有机玻璃，二是木板，三是塑料，四是不锈钢，五是碳钢，六是合金钢，七是铝板。在应用激光技术的过程中并不需要使用刀具，激光技术完全在计算机的操控下，可以实现任意形状的切割。激光切割实际上就是应用高功率密度来实现切割任务。在计算机的操控下，激光器通过脉冲放电，并输出激光，产生一定的频率和光束，光束又通^传到聚焦在被切割的金属材料上，进而形成多个光斑。相比于传统的切割技术，激光切割技术具有以下特点：一是切割质量高，二是切割速度快，三是柔性高，四是适应性强。激光切割技术的精准度非常高，精准度控制在0.05mm，速度可以达到每秒切割10米，而且不会受到金属材料硬度的影响。
2.激光焊接技术。激光焊接的特点有以下几个：一是速度快，二是非接触，三是变形小，比较适合连续性的金属材料在线加工。在金属材料加工工艺中应用激光焊接技术可以提高焊接效率，而且无污染。随着加工技术的快速发展，激光焊接技术水平也在不断提高。应用激光焊接技术可以实现曲线焊接，提高车身的灵活性，而且可以根据焊接材料的特殊要求进行焊接。激光焊接技术有以下几种：一是激光与电弧焊接技术，二是等离子弧焊接技术，三是高频感应热源复合焊接技术，四是双激光束焊接技术。不同的激光焊接技术特点不同，技术人员需要结合实际情况选择激光焊接技术，保证激光焊接技术应用的合理性。
3.激光打孔。激光打孔实际上属于比较传统的金属材料加工技术，相比于其他打孔技术而言，激光打孔技术的精准度比较高。激光打孔技术有着悠久的发展历史，激光打孔技术最早应用于钟表制造业，取得了不错的成就。西方国家应用激光打孔技术的时间比较早，经验比较丰富，我国与西方国家存在较大差距，我国激光打孔技术还不完善，还需要不断调整，加大激光打孔技术的研究力度，缩短与西方国家之间的差距，我国也需要结合实际情况合理的借鉴西方国家的先进经验，提高激光打孔技术水平。
4.激光打标。激光打标的应用性也非常强，激光打标实际上就是应用激光来对需要打标的物体进行照射，并合理的利用化学反映，以此来将标识长时间的留在物件表面。目前，激光打标被广泛应用于金属材料加工工艺中，激光打标技术的应用不会对金属材料的性能产生任何影响，这是传统打标技术所做不到的。激光打标技术也在不断完善和调整，提升打标的质量，已经成为国家的关键防伪手段，受到越来越多人的肯定。激光打标技术的应用不会对金属材料本身和性能产生任何破坏。
三、结语
目前，激光技术已经广泛应用于金属材料加工工艺中，属于新型高能加工技术，效率高，操作简单，而且无污染。其种类也在不断增多，激光技术使用光斑直接聚焦在金属材料上，并熔化金属材料，保证激光束可以沿着设定好的轨迹切割。应用激光焊接技术可以实现曲线焊接，提高车身的灵活性。激光打孔技术的精准度比较高，但是我国的激光打孔技术还需要不断调整和完善，缩短与西方国家之间的差距。激光打标实际上就是应用激光来对需要打标的物体进行照射，将标识长时间的留在物件表面。不同的激光技术具有不同的特点，技术人员需要结合金属材料的特点和实际需求来选择激光技术，保证激光技术应用的合理性。要提高我国的激光技术水平，相关部门还必须加大激光技术的研究和分析力度，合理借鉴西方国家的先进经验，发展前景十分广阔。
参考文献：
[1]马红超. 试论金属材料加工工艺中激光技术的应用[J]. 科技资讯，2016，（25）：54+56.
随着现代社会的发展和快节奏的生活，汽车在人们的生活中扮演者越来越重要的角色，人们对汽车行业的要求也越来越高，要求汽车的安全性和节能性，以及汽车的轻便性，这些要求直接促进了激光拼焊板技术在汽车行业的应用，目前这种技术已经在世界范围内广为应用。
在具体的汽车零件的生产过程中，主要是分离成形法和整体成形 法。分离成形法主要是是指单个的生产零件，然后再利用焊接技术将这些零散的部件焊接起来，形成汽车生产所需要的结构部件。这种成形法的优点在于可以优化单个零件的性能，选择适宜的材料生产单个部件，将这些部件焊接起来也可以形成系统优势。但是这样一来，将会加大生产中的加工和装配成本，并且由于单个零件的材料不同，再加上焊接时的节点重合，可能会增加汽车的重量。而后者则简单的多，它是利用一台压机，将所需要的材料相同的零件在一块整体板材上生产的方法，这种方法从实际来看缺点是十分明显的，因为虽然材料可能相同，但是具体的零件的厚度要求等是不同的，这时候对于选择生产材料造成了影响，增大了成形难度。
以上两种是汽车零件生产中传统上应用的生产方法，其缺点都是增加了汽车自身的重量，降低了汽车的性能优化效果。目前人们对汽车的要求越来越高，除了美观外，更要求汽车的轻便性、速度，而传统的部件生产方式无法满足这种要求。因此，汽车生产领域结合传统方式的优缺点和现代机械技术，推出了一种新型的部件成形方式，即拼焊板冲压成形技术。
激光拼焊板技术是在激光焊接技术发展的基础上，结合汽车部件生产的需要而出现的一种新型的现代加工技术，主要的生产原则是利用高能量的激光，通过对不同类型和不同性能的材料的焊接，使得生产各个零件的材料集中在一张整体板块上，根据各个部件所需的材料进行冲压，满足零件对材料和厚度的不同要求。激光拼焊板工艺在汽车行业的应用，有效地解决了传统部件成形方法中的缺点和问题，满足了不同部件的不同材料要求和不同工艺要求。
激光拼焊板技术在二十世纪八十年代中期就已在美国、日本以及西欧等发达国家的汽车生产中得到了广泛的应用，经过这几十年的发展，这种部件生产方式的优点越来越明显，尤其是其生产的部件对于改进汽车的性能方面有巨大的作用，已经在全世界范围内得到了认可，广泛地应用于制造汽车车身。本文对激光拼焊板技术及其应用进行论述。
一、拼焊及激光拼焊技术概述
1. 拼焊技术
所谓拼焊技术，就是部件生产中，把生产单个零件所需的不同材料或者多块材料焊接在一起的方法，这样一来，生产零件的材料就简单的形成了一块毛坯件，方便整体部件生产时的应用。成为所需零部件。此类钢板我们通常称之为拼焊板，或者叫TWB(Tailor Welded Blanks)。拼焊板最初是为了解决机械生产中生产零件时材料的宽度或者长度不够这一问题而引进的技术，利用焊接的方法，把符合要求的材料焊接起来，满足部件生产时的长度和宽度需要。后来随着部件生产中各种问题的吧出现，才推动了拼焊板向着不同表面处理、不同种类、不同厚板方向的技术发展，由此才真正实现了汽车钢板拼焊的目的。
拼焊技术中具体的方法有滚压电阻缝焊、等离子焊、电子束焊、气体保护焊等多种方法，但是最为先进的却是激光焊接技术。随着 汽车行业生产条件的改进以及激光焊接技术的巨大优势，汽车行业 现在多选择滚压电阻焊或激光焊。前者通常采用搭接接头，需要一个较小的搭接量。因为在对两个焊件进行焊接时，部件的接头处由于重叠作用会使得其稍厚于单个焊件的厚度。并且这种方式由于在使用时的产生的热量较大，若不注意，会使焊接材料的实际性能受到影响，甚至改变。
2. 激光焊接技术
激光技术作为工艺加工领域的亮点技术，其最重要的优点在于它的鲜明的方向性和操作中对象的相关性。在结合现代机械加工领域其他的技术发展，使得激光逐渐代替传统的焊接技术，成为现代工业加工的主流技术。这种焊接方式的优点很多，尤其是对于高熔点金属或两种不同金属焊接时，不会影响金属材料的性能。并且由于激光技术的高度相关性和目标的集中性，不会影响整体的材料。在对不同的材料进行焊接时，采用的是对接的方式而不是大街，这样避免了材料焊接部位的重叠，不会使焊接部位的重量增加，提高了焊接材料的重量均衡性。这些优点都推进了激光焊接技术的推广，甚至出现了代替滚压缝焊的趋势。但是鉴于激光焊接技术的设备要求较高，一时之间还无法完全替代滚压缝焊技术，但是其发展前景是十分乐观的。
在激光焊接技术中，常见的激光器的材料主要有半导体、固体、气体、液体等，鉴于生产设备和实施中的技术要求，目前汽车加工领域常用的激光器主要是气体激光器和固体激光器。
二、激光拼焊板技术的优势
与传统的焊接技术相比，激光焊接技术的长处在于改变了各种冲压零部件的点焊技术，可以结合自身的技术特点，将不同特点的金属材料根据要求焊接成一个后进行冲压，使需要的部件成形。
激光拼焊技术的优势主要体现在以下几个方面：
1、其独特的焊接技术能够减轻车身重量，提高汽车的轻便性
这种技术使得在焊接时可以采用连接而非搭连的方式，减少了重叠时造成的零件重量的增加，能够有效地降低整体车身的重量。
2、可以做大限度的将相关的零件结合成整体部件，增强汽车的整结构钢度
这种技术可以对生产中的部件性能进行优化焊接，使零件的系统得以强化，有利于提高部件整体的结构精度，同时也可以减少零部件生产的加工程序。
3、可以很好地提高生产材料的利用率
这种技术摆脱了传统焊接时对材料的浪费，可以将不同厚度以及性能的材料焊接起来，构成汽车的部件，从而能够提高材料的利用效率，避免了材料的浪费。
【关键词】焊接技术 汽车制造业 应用与现状 发展前景
一、焊接设备和焊接的材料的科学应用
在汽车制造行业中焊丝、焊条、SnPb和CuZnMe都是比较常用的焊接材料。不同的焊接材料都有不同的特点，各种各样的电焊条主要是用在手工电焊操作中，操作灵活、使用方便是其主要特性。在气保护的焊接操作中主要使用的是药芯焊丝，具有适应性强、焊接强度比较高的特性。SnPb主要适用在钎焊与钎涂的应用对象上。CuZnMe主要用于钢结构件钎焊，具有成本低、效果好等特点。焊接设备的合理科学的应用促进了焊接技术的高水平发挥，是焊接材料的高效质量服务保障，同时更是不同的焊接工艺、焊接材料以及焊接对象与设备有机统一起来的桥梁和纽带。因此，实现 焊接在工艺、材料与设备上的高度统一和高效服务能够有效的减少各项工艺在环节上的复杂多变的衔接过程，便利了生产与其他各项操作和管理。
二、焊接技术的创新发展与汽车工业焊接技术的运用
（一）汽车工业中焊接工艺的现状。
在汽车制药业中焊接工艺是其中一项最为关键的技术，它与汽车涂装、冲压还有汽车整体装配是汽车工业中的四大技术支柱。焊接技术涉及道路产品的生产工艺、设备的筛选、材料的管理、现场的控制以及计算机的科学应用和机械制造等其他学科，是一种跳跃式的发展，它是集成性能很强的一门综合应用技术。汽车工业在制造过程中总共可以分为六大部分，分别是汽车的框架、汽车的车身、动力变速箱、汽车发动机、汽车车厢和车桥。在这六大组成中，无处不见焊接工艺的应用，包括了各种焊接技术、焊接工艺和焊接的方法，所以人们常说焊接工艺在汽车工业中的科学应用在汽车生产的珍格格过程中都占据了无可取代的重要地位。从焊接工工艺中的压力焊、钎焊以及切割焊和电弧焊等远离，可以将焊接工艺简单分为点焊、对焊、电弧焊激光焊等等。
（二）焊接工艺中点焊工艺的创新式发展。
1.镁合金点焊工艺
热传递性能好、导电性强是镁合金材料的主要热点，镁合金材料的热传导系数比传统的金属材料打出很多，因此在利用镁合金材料进行焊接时需要使用比较大的电流，电流流经工件时所产生的电阻热能够大量融化材料金属，在比较大的压力下完成焊点的连接。由此我们可以看出，镁合金点焊工艺主要是包括焊接的电流以及时间和压力电极三大元素，镁合金的点焊工艺主要是一般点焊和垫片附件点焊两类。垫片附件工艺点焊在镁合金和铜电极之间设置一定的尺寸，焊点的面积大、直径大在焊接过程中焊头可以贯穿工件是该工艺的主要特点。同时因为其焊点面积较大，也很容易产生较大的空洞，我们需要适当增大电流的下降的时间以此来解决这一问题。
2.NdFeB永磁体激光点焊
NdFeB永磁材料是近年来研发出的一种新型复合材料，该材料具有性能突出的磁能和环保性，被广泛应用在电子和汽车制造业中。但是因为磁体自身具有很大的脆性，因此很容易发生易脆的问题。我们可以将一些具有刚性的材料与磁体材料相结合，进而解决磁体材料易脆的缺点。
三、激光焊接技术的发展
激光焊接技术简单说就是通过具有较高强度的激光照射作用使材料表面可以通过热能的吸收进而发生蒸发和融化，沿着实现规定好的方向形成焊缝，以此来达到汽车部件的焊接要求。激光焊接可以分为脉冲焊接和连续激光焊接等。脉冲焊接主要被用于材料质料轻薄的焊接和单点式的连续焊接中，后者适用材料质料较厚的的切割和焊接。总而言之，激光焊接技术的非接触性焊接所带来的无磨损特性是其主要的特点，同时还能够提高焊接效率、降低噪声污染低、减少环境污染的功能，在未来激光焊接技术必会得到更为全面的发展和创新。
四、焊接工艺在自动化方向的发展
近年来，我国汽车制造业快速发展使得自动化管理模式逐渐应用到汽车生产的每一项工艺中，如电源焊接、机器人焊接和变速箱焊接都是以自动化控制技术为主的。我们很容易就能看出，提高焊接设备的功能与自动化控制技术的发展与应用是分不开的。与此同时，自动化控制工程的高效发展是离不开计算机技术的技术支持，可以说自动化控制技术的发展是随着计算机系统全面应用而来的。随着科技的不断进步，信息化时代的带来，新的技术手段也在焊接生产的过程中得到应用和创新。汽车制造业中具有生产品种多、生产产品柔性化以及产品小型批量生产的特点，焊接机器人的研发与投入正好解决了汽车生产的现实特点，因此汽车工业在对新型汽车的生产线中，大力推广焊接机器人的投入与应用是未来汽车行业的必然趋势。
五、结束语
汽车工业的快速迅猛发展对焊接技术工艺提出了更高的要求，随着人们的物质文化水平与生活水平都不断提高，汽车工业应该充分根据焊接技术的广泛应用做出快速调整，体现出了焊机技术举足轻重的作用和创新的特点，更重要的是焊接技术需要突破传统观念的束缚，通过自主创新、完善管理鉴定的向着全自动化、一体化和现代化的发展方向发展。
参考文献：
[1]乔培新，徐志强.现代焊接在汽车工程中的应用态势与发展方向[J].第十次全国焊接会议议论文集，2009，（5）.
[关键词]激光焊接；工艺；质量
前言
激光是辐射的受激发射光放大的简称，由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性，自诞生以来，其在工业加工中的应用十分广泛，成为未来制造系统共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束，激光束经过光学系统聚焦后，其激光焦点的功率密度为104－107W／cm2，加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化，熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工，这种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。激光焊接与传统的焊接方法相比，激光焊接尚存在设备昂贵，一次性投资大，技术要求高的问题，使得激光焊接在我国的工业应用还相当有限，但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。其中，激光焊接在汽车制造领域中的许多成功应用已经凸现出激光焊接不同于传统焊接方法的特点和优势，也为许多大功率激光器制造商和激光焊接设备制造商提供了更为诱人的经济效益前景。
1.激光焊接的一般特点
激光焊接是利用激光束作为热源的一种热加工工艺，它与电子束等离子束和一般机械加工相比较，具有许多优点：激光束的激光焦点光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔点、高强度的合金材料；激光焊接是无接触加工，没有工具损耗和工具调换等问题。激光束能量可调，移动速度可调，可以多种焊接加工；激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行控制，焊接速度快，功效高，可方便的进行任何复杂形状的焊接；激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序处理；激光可通过玻璃焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件；激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换；激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便；激光焊接生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。
2.激光焊接工艺与方法
2，1双／多光束焊接。双／多光束焊接的提出最初是为了获得更大的熔深和更稳定的焊接过程和更好的焊缝成形质量，其基本方法是同时将两台或两台以上的激光器输出的光束聚焦在同一位置，以提高总的激光能量。后来，随着激光焊接技术应用范围的扩大，为减小在厚板焊接，特别是铝合金焊接时容易出现气孔倾向，采用以前后排列或平行排列的两束激光实施焊接，这样可以适当提高焊接小孔的稳定性，减少焊接缺陷的产生几率。
2.2激光－电弧复合焊。激光－电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点之一。该方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求，激光焊接本身存在的间隙适应性差，即极小的激光聚焦光斑对焊前工件的加工装配要求过高，此外，激光焊接作为一种以自熔性焊接为主的焊接方法，一般不采用填充金属，因此在焊接一些高性能材料时对焊缝的成分和组织控制困难。而激光一电弧复合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小变形的优点，又具有间隙敏感性低、焊接适应性好的特点，是一种优质高效焊接方法。其特点在于：可降低工件装配要求，间隙适应性好；有利于减小气孔倾向；可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本；电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高；利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能，对焊接特种材料或异种材料有重要意义：激光与电弧复合焊的方法包括两种，即旁轴复合焊和同轴复合焊。旁轴激光电弧复合焊方法实现较为简单，但最大缺点是热源为非对称性，焊接质量受焊接方向影响很大，难以用于曲线或三维焊接。而激光和电弧同轴的焊接方法则可以形成一种同轴对称的复合热源，大大提高焊接过程稳定性，并可方便地实现二维和三维焊接。
3.激光焊接过程监测与质量控制
激光焊接过程监测与质量控制一直是激光焊接领域研究和发展的一个重要内容，利用电感、电容、声波、光电、视觉等各种传感器，通过人工智能和计算机处理方法，针对不同的激光焊接过程和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝成形质量监测等，并通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现高质量的自动化激光焊接过程。
3.1激光焊接过程监测。利用各种传感器对激光焊接过程中产生的等离子体进行检测是常用和有效的方法，如图1所示。根据检测信号的不同，激光焊接质量检测主要包括以下几种方式：光信号检测，检测对象为激光焊接过程中的等离子体（包括工件上方和小孔内部）光辐射和熔池光辐射等。从检测装置的安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面检测。使用的传感器主要有光电二极管、光电池、CCD和高速摄像机，以及光谱分析仪等。声音信号检测，检测对象主要为焊接过程中等离子体的声振荡和声发射。等离子体电荷信号，检测对象为焊接喷嘴和工件表面等离子体的电荷。利用光电传感器检测激光焊接过程中等离子体光辐射强度的变化是激光焊接过程监测与控制的重要方法之一。国内外研究工作表明，利用光电传感器可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度、焦点位置、喷嘴至工件表面距离、对接间隙等工艺条件的波动引起的焊缝熔深和成形质量的变化，不仅可以诊断出诸如咬边、烧穿、驼峰等焊缝成形缺陷，而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量，例如，气孔倾向的严重程度。
3.2激光焊接过程控制。激光焊接过程控制的主要内容就是对焊接工艺参数的控制。在激光焊接时，光束焦点位置是影响激光深熔焊质量最关键而又最难监测和控制的工艺参数之一。在一定激光功率和焊接速度下，只有焦点处于最佳焦点位置范围时，才可获得最大熔深和良好的焊缝成形。偏离这个范围，熔深则下降，甚至破坏稳定的深熔焊过程，变为模式不稳定焊接或热导焊。但实际激光焊接时，存在多种因素影响焦点位置的稳定性，包括因非平面工件和焊接变形引起的焊接喷嘴一工件距离变化，激光器窗口、聚焦镜等元件热透镜效应引起焦点位置的变化，以及光束在飞行光路中不同位置引起焦点位置的变化等。如何迅速确定激光焦点位置并将其控制在合适的范围，一直是激光焊接迫切要求解决而又难度很大的课题。
【关键词】先进焊接技术；电子束焊；激光焊；搅拌摩擦焊
前言
与传统的焊接技术相比较，当前的焊接技术在各个方面都有了很明显的优势，目前在中国的制造企业的先进焊接技术主要有电子束焊接、激光焊接和搅拌摩擦焊等三种焊接技术，无论技术含量还是实用性方面都比传统技术要有很大的进步。本文将就上述三种技术做一个简要的讨论，并且阐述在实际中的应用。
一、先进焊接技术应用领域
（一）在航空领域的应用
在当前，新的焊接技术在世界上应用的都比较广发，主要体现在飞机制造、航空航天这类大型的制造业。即便是下一代的飞机制造，也使用这种新的焊接技术，已经完全替代了铆接技术。由于航空航天材料方面的更新，高性能、多功能、符合还和高环境相容性是未来航空航天材料发展的主要趋势。随着科技发展的不断进步，在航空航天方面材料的使用上要求已经逐步的提高，飞机的机体结构和发动机材料的结构也经历了四个阶段的发展，正在跨入第五阶段即机体材料结构为复合材料、铝合金、钛合金、钢结构（以复合材料为主）、发动机材料结构为高温合金、钛合金、钢、复合材料。飞机制造中采用了各种焊接技术。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例已超过50%，焊接的工作量已占发动机制造总工时的10%左右。
激光焊广泛应用于航空航天制造业，特别是武器装备和飞行器结构制造中，如飞机大蒙皮的拼接、蒙皮与长衍的焊接、机身附件的装配（如腹鳍和襟翼的翼盒）、薄壁零件的制造（如进气道、波纹管等）以及航空涡轮发动机叶片的修复、合金飞行舵翼焊接、燃料贮箱加强筋条激光焊代铆等。
搅拌摩擦焊在航空航天业的应用主要包括以下几个方面：机翼、机身、尾翼；飞机油箱；飞机外挂燃料箱；运载火箭、航天飞机的低温燃料筒；军用和科学研究火箭和导弹；熔焊结构件的修理等。
由以上资料可以看出，随着新材料、新技术的出现，在航空航天领域，先进焊接技术这逐渐取代传统制造技术而成为主流发展趋势。
（二）在汽车制造领域的应用
电子束焊接在汽车制造领域应用的较为广泛，影响着汽车部件的方方面面。焊接热处理强化或冷作硬化的材料是，接头的力学性能不发生变化。同时，可以焊接内部需保持真空度的密封件、靠近热敏元件的焊件、形状复杂且精密的零部件，也可以同时施焊具有两层或多层接头的焊件，这种接头层与层之间可以间隔几十毫米。
激光焊技术主要用于车身拼焊、框架结构和零部件的焊件。激光拼焊是指在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光裁剪和拼装技术完成车身某一部位的制造。激光拼焊具有减少零件和模具数量，减少电焊数目，优化材料用量，减小零件重量，降低成本，提高车底刚度和制造精度等优点。激光焊接的零部件，无焊接变形，焊接速度快，不需要焊后热处理，激光焊接已广泛应用于变速器齿轮、车闸和保险杆。车门铰链等零部件的焊接。
目前，搅拌摩擦焊在汽车制造工业中的应用主要为：发动机引擎和汽车地方车身支架，汽车轮毂，液压成型管附件，汽车车门预成型件，轿车、旅行车、卡车、摩托车等的车体空间框架，载货车的尾部升降平台汽车起重器，汽车燃料箱，公共汽车，和机场运输车，铝合金电梯，铝合金汽车修理等。
二、技术创新的趋势
当前，新的焊接技术主要应用在大型的设备行业，这些行业关系着国计民生，但是随着科技的进步，技术方面也会相应的有所创新，相对也会渐渐的融入到民生行业当中，就当前发展情况来看，在未来主要有以下三方面发展趋势：小型化、集成化、信息化。
（一）小型化
随着各种新技术的涌现和融合，这些应用于大型结构的设备将不断的小型化以适应普通的生产需求。同时还可以在同等工作要求下精简设备、降低成本，使普通的小企业也可以享受这种高效、优质的技术。激光辅助搅拌摩擦焊（LAFSW），就是在焊前通过激光进行辅助加工，得到满意效果，还可以加工非金属和不导电的材料，大大扩大了该技术的使用范围。同时，还可以将已有焊接技术进行嫁接，以期达到更佳效果。目前，已有文献称将等离子弧成功应用于搅拌摩擦焊的辅助工艺。
（二）集成化
当前主流的焊接技术在使用的过程中，很少出现与其他的技术共同使用的情况，基本上都是独立运行的，而在未来这一情况将渐渐的改变。先进焊接技术的设备非常庞大，而且运行也十分复杂，与其他技术相结合会使得整个技术得到相应的提高，也会有更广阔的发展空间，相应的也提高了生产效率。
（三）信息化
随着科技发展，计算机技术和焊接技术的即一步应该与结合，使得焊接技术在理论、实践方面有着大量的数据提供给大家参考。而计算机云技术的出现与广泛应用，也使得焊接技术可以基于网络信息的平台，建立一个庞大的数据库，通过数据库，完成了焊接技术的信息化。信息化的出现，方便了整个行业对该技术的使用与共享，从而形成行业标准。各种技术都有不同的参考，在使用中也会有详细的记录，对于提高行业的整体技术有着非常大的帮助，这样使得我国工业整体的水平在未来都会上升到一个层次，从而达到产业升级。
三、结语
焊接技术在我国制造业尽管有了长足的进步，品种规格不断增多性能和水平不断提高但可靠，性稳定性和质量方面还存在一些问题。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求，焊接设备与制造业将以市场为目标，加强对现代焊接技术的研究开发，特别是发展高效、节能、高性能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术和新焊接材料，另一方面，先进制造技术的蓬勃发展，正从信息化、集成化、系统化、柔性化等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进焊接自动化技术革命性的发展。
参考文献
[1]李亚江，吴娜.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术，2010 （9）.
[2]航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J].岩石航空制造技术.2010（9）：58.
[3]殷声.燃烧合成[M].北京：冶金工业出版社，1999，8，31.
[关键词]激光；金属材料；工艺
中图分类号：TG665 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0020-01
一、激光加工技术的特点
激光是一种相干光源，具有单色性、平行性和相干性的特点，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点时，激光的光能会瞬间转化为热能，产生上万摄氏度的高温，再坚硬的材料都会在瞬间达到熔点温度迅速熔化，温度再继续升高达到沸点，材料发生汽化，使得被切除的地方形成了一个小孔洞，被切除的余料在汽化过程中被蒸发掉，没有残余。激光加工材料的过程实际上是待加工材料局部因温度急剧迅速升高持续发生液化和汽化现象的过程。
激光加工技术可以实现传统的钣金加工方法难以完成的零件加工。当要在一个箱体较大的钢件上钻许多大小不一的孔时，传统钣金工艺方法无法做到，但激光加工技术就能够轻松完成。而且，在连续加工同样的零件时，激光加工技术比传统工艺技术的准确度更高，速度更快，市场竞争力更强。
在二维平面中，激光加工更有柔性。例如在使用激光切割机切割时，工件是固定的，切割机的割头是可移动的，这样不仅可以避免加工出现死角，提高加工材料的利用率，还能够简化加工设备。激光加工设备不是靠控制零件、设置模具或改变加工路线来进行加工的，而是由计算机系统整体控制来完成的，因此，激光加工工艺中不存在刀具的磨损、变形等问题，过程可以能够通过数控来完成，而且完成精度高，质量好。
二、激光加工技术在金属材料加工工艺中的应用
1、激光切割
1）激光切割能够有效的利用编程软件的优点，极大的提高薄板型材料的利用率，减少材料的使用与浪费，同时减轻工人的劳动强度与力度，达到理想的效果。另一方面，优化排料的这一功能性，可以省略薄板切割的开料环节，有效的降低材料的装夹，减少加工辅助的时间。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节省；2）在日益发展的市场环境中，产品的开发速度即意味着市场。激光切割机的应用，可以有效的减少模具的使用数量，节省新产品的开发周期，促进其开发的速度与脚步。零件经过激光切割后的质量良好，且生产效率明显提高，有助于小批量的生产，强而有力的保障了产品开发周期日渐缩短的市场氛围，而激光切割的应用可以对落料模的尺寸大小进行精准的定位，为日后的大批量生产铺垫下坚实的基础；3）钣金加工作业中，几乎所有的板件痘需要在激光切割机上一次成形作业，并进行直接的焊接合套，所以激光切割机的应用减少了工序与工期，有效的提高工作效率，能够实现工人劳动强度与加工成本的双重优化与降低，同时促进工作环境的优化，极大的提高研发速度与进度，减少模具投入，有效的降低成本；4）激光切割机在钣金加工中干的普遍应用，能够有效的缩短新产品等的加工与制造周期，极大的减少模具的投入等；极大的提高工人的加工速率，省去不必要的加工程序；同时，激光切割机在工业加工中的广泛应用，能够有效的加工各种复杂的零件，提高精确度，有助于直接缩短加工周期、提高加工的精准度、略去冲压模具的更换程序，有效的提高劳动生产率。
2、激光焊接
从目前的发展态势看，激光焊接技术不断渗透到汽车行业，为行业发展提供了必要的技术支撑。具体而言，这种应用主要体现在以下两个方面：首先，传动件焊接。当前，激光焊接技术可满足汽车传动系统中70%的零件的焊接需求。与其它焊接技术相比，激光焊接不仅可以提高零件的使用寿命，而且可以降低零件的使用成本，体现出其独特的应用价值。其次，焊接组合件。简单地说，焊接组合件就是将分散的平板工件焊接成体、冲压成形。通过焊接组合件，既可以减少工件数量，也可以提高部件性能，还可以减轻车体重量，进而优化汽车的整体性能。以雅阁汽车为例，它的车门是由1.4 mm的钢板和0.7 mm的薄板拼焊冲压而成，降低了40%的车门重量。
此外，激光焊接技术凭借其坚固性强的特点，还广泛应用于刀具、刃具、量具制造行业。例如，我国圆锯片的年产量超过1 000万片，不仅满足了建筑行业对高质量锯片的迫切需求，而且保障了国外锯片市场的有效供给。
3、激光打孔
激光打孔是一项传统的、实用的激光材料加工技术。与其它技术相比，激光打孔具有精度高、效率高、效益高等优势，成为当前制造行业不可或缺的技术元素。从20世纪末，激光打孔技术的发展速度明显加快，多元化倾向明显加强。而且，随着技术的不断完善，孔径越来越小，而性能却越来越高。粗略地计算，如果我们在飞机机翼上打上5万个半径为0.032 mm的小孔，就可以因为气流阻力的减小而节省40%的油量。在我国，激光打孔技术也有着相对较长的发展历史。早在20世纪60年代，我国就将该技术应用于钟表制造行业，目前其累计产值已超过23亿元人民币。然而，与发达国家相比，我国还存在着一定的差距。现如今，发达国家已将激光打孔技术广泛应用于医药制造、食品加工、飞机制造等行业领域，为其带来了巨大的物质和精神财富。
4、激光打标
激光打标技术是一项应用性极强的激光材料加工技术。它通过高密度、高能量的激光，对工部件实行局部照射，并依靠汽化、液化等各类化学反应，将标识永久性地留在工部件表面。当前，金属制品是激光打标技术应用最为广泛的行业领域。如刃具、量具、轴承等金属制品，都需要依赖激光打标技术为其打印标记。而且，激光打标可在丝毫不影响晶体的性能的情况下，将看似不可能的标记打印变为现实。此外，随着技术的不断进步，一些非金属制品，如大理石、玻璃、陶瓷等，也可以应用激光打标技术进行打标。近些年来，激光系统不断完善，目前平均最高功率可达250 WYAG，极大地加深了标记的深度，提高了标记的质量。而且，激光打标技术作为一种崭新的产品防伪手段，受到社会各界越来越广泛的关注。
三、结语
综上，随着社会工业的不断发展以及激光加工技术的进步，激光加工技术必然会成为金属加工技术应用中的重要加工手段，因此，值得广大同行的关注与重视，在实际生产中予以大力的推广。
参考文献：
关键词：钢结构，厚板，焊接，施工
厚板高强度结构钢焊接过程所要解决的最主要的问题是防止焊后裂纹的产生,同时在满足焊缝区强度要求的同时,提高焊缝金属及焊接热影响区(HAZ)的韧性,使之满足规范要求。
1.厚板高功率激光深熔焊接原理
激光深熔焊的示意图如图-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离子体产生，当激光功率密度达到106时，功率输入远大于材料热传导、对流及辐射散热速率，材料表面发生气化生成小孔，孔内金属蒸汽压力与四周液体的重力、表面张力形成动态平衡，激光可以通过孔中折射传到孔底，称为“小孔效应”。在激光焊接过程中形成的等离子体实际上是一种羽团状闪光的高温气体物质，它是由金属蒸汽原子和原子簇、电子和正离子组成。工件表面低密度等离子体的存在有利于增加材料对激光的吸收，使激光能量传输效率提高；但是在高功率激光深熔焊接过程中，致密的等离子有时也会对入射激光产生强烈的屏蔽作用，严重影响深熔焊的进行。
图-1激光深熔焊接过程示意图
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属工件表面时，材料对激光的吸收率很低，绝大多数激光能量反射。这一阶段金属材料对激光的吸收仅仅局限在表面。随着激光作用时间的延长，金属表面温度逐渐升高，金属表面逐渐熔化同时焊接深度也缓慢增长。随着激光功率密度的增加，表面金属蒸汽蒸发量增加，这样由于金属蒸汽的蒸发而形成的对熔池压力也增加，熔池下陷增加；同时下凹熔池表面的曲率半径将减小。当功率增大到某一临界值，材料的蒸发压力将在在熔池中形成小孔，焊接深度将突变式的增长，形成激光深熔焊接。汽化的金属蒸汽在激光的作用下电离，电离的金属以离子及电子蒸汽极大的促进了激光能量的吸收。小孔内部充满了高密度的金属蒸汽离子以及自由电子。小孔的存在极大的促进了激光能量的吸收，小孔像一个黑体，几乎吸收了全部的激光能量。
1.2深熔焊小孔内的能量吸收机制
深熔焊过程中形成的匙孔效应对激光的吸收具有极其重要的作用，进入匙孔的激光束通过孔壁的多次反射而几乎完全被吸收。到目前为止，一般认为匙孔内激光的能量吸收机制包括两个过程：逆韧致吸收和菲聂耳吸收。逆韧致吸收表示的是光致等离子体对激光能量的吸收行为。深熔小孔中充满着金属蒸汽原子以及金属蒸汽和少量保护气体电离形成的等离子体。激光束穿过等离子体会发生能量衰减，一部分能量被吸收。
1.3深熔焊过程中的光致等离子现象
等离子是指气体粒子中至少有一部分离子化，从而由中性粒子、阳离子、电子等聚合在一起所组成的气体或蒸汽状态。焊接过程中由于激光辐照金属材料汽化而产生的光致等离子，称为光致等离子体。激光深熔焊过程中，入射光束的能量密度较大，可以使得熔化的金属汽化，并在熔池中形成匙孔。在这一过程中，金属表面和小孔内喷出的金属蒸气及少量的保护气体中的起始自由电子通过吸收光子能量而被加速，直至有足够的能量来碰撞蒸气离子使其电离，此时电子密度便雪崩式增长形成致密等离子体。
有研究表明，激光能量密度较低时，等离子体仅由金属离子蒸汽组成，自由电子动能不足，还不足以使金属蒸气原子产生雪崩式地电离，此时电子密度较低，停留在小孔的内部或紧贴在熔池表面。这种稳定的稀薄等离子层的存在有助于激光与金属材料的能量耦合。对于CO2激光与钢的相互作用而言，稀薄的等离子体可以使工件对激光的吸收率由10%达到30%~50%。在高功率密度激光深熔焊接条件下，产生的等离子体的电子密度很高，形态为高亮的羽团状，它的存在和变化行为对于激光深熔焊接过程有着非常重要的影响。光致等离子于熔池和小孔的上方的光路上，其本身的物理特性使其对激光束有折射、散射和吸收作用。
1.3.1光致等离子对激光束的吸收
等离子体通过多种机制吸收在其中传播的激光束的能量，使其本身的温度升高、电离度增大。吸收机制可分为正常吸收和反常吸收两大类。正常吸收即为逆韧致吸收，是由电子―离子碰撞引起的，处在激光电场中的电子被激励发生高频振荡，并且以一定的概率与粒子碰撞，把能量交给较重的粒子（离子、原子），从而使等离子体升温的过程。反常吸收是指通过多种非碰撞机制，使激光能量转化为等离子体波能量的过程。这些波能量通过各种耗散机制转化为等离子体的内能，也会使等离子体升温。
1.3.2光致等离子体对激光束的折射
由于电子密度的不均匀性，等离子体具有一异常折射率性质，使得入射激光束发散，使得激光束的实际焦点位置下移。通过光谱分析和理论估算，在激光深熔焊中，等离子对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。有研究人员将等离子体描述为一个负透镜，而等离子体对激光的折射作用则被称为负透镜效应。
2.钢结构厚板焊接施工要点
2.1高功率激光填丝焊原理及工艺点
激光填丝焊是指在进行激光焊接的同时向焊缝填充焊丝。焊丝的加入可以降低激光焊接对坡口加工精度和装配精度的要求，扩展了激光焊接在工业生产的应用领域。
激光焊接过程中由于焊丝的加入，焊丝熔化需要吸收一部分激光的能量，这样在同样的能量热输入条件下，填丝焊与激光自熔焊接相比焊缝的熔深有一定的减小。但是尽管如此，通过填丝的方法大大拓展了激光焊接的应用范围，其优势主要表现在：
（1）在一定程度上改善了激光自熔焊接对工件装夹、拼装要求严的问题。由于激光束在焊接时聚焦仅零点几毫米的光斑，因此接头的装配、拼缝间隙要求较高。举例来说，船用钢板激光焊接能够接受最大的焊件接头间隙是0.1~0.2mm，虽然采用机械加工的方法可以满足要求，但会大大增加成本，因此造船厂在实际生产中普遍采用填丝激光焊接，以使熔接的搭桥能力增大至0.4mm[38]。
(2)可以通过调节焊丝成分控制焊缝区组织性能，对熔合区的裂纹等缺陷更容易控制和规避，这尤其对于异种材料及脆性材料的激光焊接工艺十分有利。
在实际激光焊接生产中，大部分的激光填丝焊都是冷丝焊，这是区别于激光热丝焊而言的。两者的区别就在于焊丝在焊前是否经过加热措施。焊丝在焊接过程中都需要激光的能量来实现熔化。在某些情况下，如焊丝的填入量很大或者焊丝材料本身热阻较高不容易熔化时就需要实现对焊丝进行加热。热丝的加入可以减少激光消耗在焊丝上的能量，有效的提高焊接的速度。
2.2高功率激光复合焊原理及工艺要点
激光深熔焊接有其独特的优点，但同样也有不能忽视的缺点。例如，激光焊桥接性较差，因此对工件装配精度要求高；由于激光焊特别是在大功率激光焊接时，在快熔快凝条件下，焊缝热影响区的组织硬度较高，容易产生冷裂纹等缺陷，此外大功率作用条件下形成深宽更大的焊缝熔池，在高速条件下熔池中的气泡更来不及排出，这就有可能带来气孔问题。
相对于激光焊接来说，电弧焊的优点在于：1）电弧焊接经济便宜，焊接能量利用率高，可达输入功率的60%以上；2）电弧焊的热作用区大，桥接性能好，对焊接工件的间隙和平整度要求不严格，间隙和错位可达工件厚度的1/10；3）电弧焊接热输入量大，焊接速度慢，焊接后的焊缝区域硬度不高，与母材相差较少4）与激光的性质不同，电弧焊不存在反射和散射的问题，可以焊接铝铜等高反射材料；5）通过填丝或熔化极材料的填入和开坡口，可以焊接超厚的工件。而电弧焊接的缺点在于焊接速度慢，工作效率低且当焊接速度太快时电弧将非常不稳定，电弧会产生出现跳动，焊接熔深浅，深宽比小。这主要是因为电弧焊接能量不集中。功率密度通常只有102~104W/cm2，不能形成深熔焊；焊接热输入量大，再加上低的焊接速度，焊接后焊件的变形量大焊缝组织的热应力大。
2.3钢厚板低合金高强钢焊接性要点
低合金高强度结构钢是在低碳结构钢的基础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，但总量不超过5%，一般在3％以下），以强化铁素体基体，控制晶粒长大，提高强度和塑性、韧性。一般在热轧后条件下供货以满足用户对冲击韧度的特殊要求。如要求更高强度（σs=490～980MPa），也可以在调质状态下供货。低合金高强度结构钢按屈服点（σs）分级。每种强度等级的钢都有其自身的焊接性特点。这类钢的焊接性特点主要体现在两个方面：
1)热影响区的淬硬倾向。这类钢中合金元素含量较多，碳当量较高，热影响区容易出现硬而脆的马氏体组织，硬度明显增高，热影响区的塑性、韧性降低，抗应力腐蚀能力恶化，冷裂纹的倾向较大。热影响区的淬硬倾向主要取决于钢材的化学成分，一般可以用碳当量来表示。对于化学成分既定的钢材，热影响区的淬硬程度主要决定于800~500℃或800~300℃以及Tm~100℃温度区间的冷却时间(简称t8/5、t8/3、t10-C)。即决定于钢板厚度、接头型式等结构因素和预热温度、焊接线能量及焊后冷却条件等工艺因素。
根据热影响区的淬硬倾向，又将σs≥441MPa的低合金结构钢分为低淬硬倾向钢和高淬硬倾向钢。
σs441Mpa的低合金结构钢一般是正火或正火加回火处理的钢，由于碳当量较高，淬硬倾向较明显，制订这种钢的焊接工艺时，应根据接头型式和钢材厚度，调整焊接线能量和预热温度以控制焊接热影响区的冷却速度，使之既可避免因硬度过高而出现冷裂纹，又不致因冷却速度过慢使晶粒长大而降低热影响区性能。在材料和结构因素已定的条件下，就是确定能够避免冷裂纹产生的最低预热温度和相应的最小焊接线能量。
σs588MPa的低合金钢为调质钢，其含碳量＜0.20％，这类钢碳当量虽高，但其塑性和韧性很高，而且焊接性良好。焊接时不要求很高的预热温度，而且焊后不用热处理便可获得与基体金属力学性能相当的焊接接头，这是因为在焊接过程中使热影响区近缝区得到了低碳马氏体加下贝氏体组织，从而获得综合性能良好的接头。若冷却速度太慢，奥氏体转变成粗大贝氏体，使近缝区性能恶化，所以焊接这类钢时必须有一个最低冷却速度。但冷却速度过大又会导致抗裂性和接头塑性变坏。因此在材料和结构已经确定的情况下制订焊接工艺时，必须协调好预热温度和线能量之间的关系。通常是确定最低预热温度和允许的最大线能量。
2)焊接接头中的裂纹。焊接低合金结构钢，最容易出现的焊接裂纹是冷裂纹。其中最多见的是焊缝和热影响区的根部裂纹；焊接热影响区的焊道下裂纹、焊趾裂纹等，焊缝金属中的纵向或横向裂纹。在结构因素确定的情况下，这些裂纹主要由钢材的淬硬倾向大、冷却速度快以及接头的扩散氢含量高造成的。焊接低合金钢时应该严格控制氢的来源，采取必要的措施，使氢尽量逐出；选择合适的焊接线能量和预热温度，控制t8/5，以改善焊缝和热影响区的组织状态；选择合理的接头型式和焊接顺序，避免应力集中。这样才可能防止和减少焊接冷裂纹的产生。
结语
关键词：汽车车身；焊接技术；智能及自动化
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
汽车的焊接技术是汽车制造过程中一项重要的环节，汽车的发动机、车厢、变速器、车桥、车架的生产都离不开焊接技术。汽车的某些部分在生产时需要特殊强度的材料作为支撑，例如大型的齿轮和轮缘就需要有高强度的合金钢来制成，材料的强度可以确保汽车的使用年限，但是，高强度的钢材价格比较高，在生产汽车的过程中会造成成本的增加，焊接技术的应用取代了合金钢的使用，而且提高了齿轮的耐用性，降低了汽车的生产成本。特别是汽车制造公司，焊接是应用机器人的主要领域，因为机器人能在高辐射、强烟雾的恶劣环境下连续工作，并且机器人工作灵活、焊接精度高等优点，所以它保护了工人的身体建康，提高了加工产品的质量、缩短了加工产品的时间，提高了生产效率。因此焊接机器人必将代替工人应用于汽车焊接生产线。
汽车车身焊接的智能化与自动化
一、焊接技术在汽车生产中的应用
在汽车的生产过程中，人们运用电阻焊接的方法，这种方法运用电学、传热学和冶金学等多门学科，因此，要想使焊接质量提高，就必须对电学的相关因素进行控制。电阻焊接工艺是在制定参数的基础上实现的，现在随着计算机技术的高速发展，实现了数值模拟技术，计算机实现了对数据的筛选工作，人们在车间就不用再花费大量的时间来筛选数据，节约了大量的人力、物力和财力，提高了汽车制造商的经济效益。尤其是在近几年来汽车制造业的蓬勃发展，在汽车车身的薄板结构的装配过程中，使用电阻焊接的方法，采用铝合金等新的复合材料，增强了焊接的性能。
二、机器人的结构组成与分类
机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程智能化设备。机器人具有能自动控制、可重复离线编程、具有多功能、多自由度的结构特点，通常由4大部分组成，即执行机构、驱动系统、控制系统和智能系统。
机器人的执行机构，主要由机械传动系统和末端执行器组成，包括手部、腕部、腰部和基座等。机器人的控制系统包括：控制电脑和伺服控制器。机器人的驱动动力主要有：电动驱动、液压驱动、气动驱动等。
机器人的驱动―――传动系统，是将能源传送到执行机构的装置。其中，驱动器有电机(直流伺服电机、交流伺服电机和步进电机)、气动和液动装置;而传动机构，最常用的有谐波减速器、滚珠丝杠、链、带及齿轮等传动系统，用于把驱动器产生的动力传递到机器人的各个关节和动作部位，实现机器人平稳运动。机器人的控制系统是由控制计算机及相应的控制软件和伺服控制器组成，是机器人的指挥系统，对其执行机构发出如何动作的命令。
机器人智能系统由两部分组成：感知系统和分析－决策智能系统。感知系统主要靠具有感知不同信息的传感器构成，属于硬件部分，是机器人的感觉器官，机器人工作时，电脑根据传感器获得的信息控制机器人动作。它主要分为内部传感器和外部传感器两大类。
机器人的分析－决策智能系统，主要是靠计算机专用或通用软件来完成。机器人的所有这些结构协调完成工作指令。它主要分为几类：从结构功能上分为智能型工业机器人、直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、球坐标机器人。从用途上可分为：焊接机器人、机器加工机器人、装配机器人、喷漆机器人、移动式搬运机器人等。
焊接机器人又可包括弧焊机器人、点焊机器人和激光焊机器人。弧焊机器人一般由示教盒、控制盘、机器人本体及自动送丝装置、焊接电源等部分组成。在弧焊过程中，焊枪跟踪工件的焊道运动，并不断填充金属形成焊缝。点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点焊焊接系统几部分组成。主要是将冲压成形的薄板结构的车身覆盖件在其工件搭接连接处利用电阻热熔化金属形成焊点，将焊件联为一体。
电焊机器人
激光焊机器人主要由机器人本体、送丝系统、激光系统、控制系统等组成。通过电感、电容、声波、光电等各种电子传感器，经过控制系处理，根据不同焊接对象和要求，进行焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目，通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现自动化激光焊接。
三、机器人是汽车焊接线现代化重要标志
汽车焊接最主要的是车身的焊接。在汽车制造公司车身的主要焊接方法为弧焊、点焊、二氧化碳保护焊等。随着社会的发展，人民生活水平的提高，用户个性化需求的日益强烈，对汽车的安全性、美观性与舒适性的要求越来越高，同时汽车制造企业为了追求更大的经济效益，对焊接精度、焊接质量和焊接速度等的要求越来越高，因此建立一条现代化的生产流水线就显得非常重要。而焊接机器人的应用促进了现代化流水线的建立。
现代化的焊接流水线主要是满足多车型、多批次的市场需求，提高车身车间生产能力的柔性和弹性。因此现代焊接线必须具有柔性。那么如何才能使焊接线具有柔性呢？普通的焊接线是刚性的，主要由焊接夹具、悬挂点焊机、弧焊机和多点焊机等组成。这种焊接线一般只能焊接一种车型的车身，那么为了满足市场多元化的需求，就需要重新建立焊接流水线。这对企业来说是非常不利的，企业是追求利润为目的的，并且重新建立流水线造成了财力、人力、物力的浪费。于是建立柔性化焊接生产线摆在了企业面前。机器人的出现与应用满足了汽车企业的现代化的需求，实现了焊接生产线的柔性化。那么在车身焊接线上应用的机器人主要有几种：点焊机器人、弧焊机器人和激光焊机器人。这些机器人的应用，使焊接实现了机器人代替工人工作。
点焊机器人：主要进行的是点焊作业，在点与点之间移位时速度比较快，从而减少了移位的时间，通过平稳的动作、长时间的重复工作和准确的定位，取代了笨重、单调、重复的体力劳动，更好地保证了焊点质量，使工作效率得到了很大的提高。它是柔性自动生产系统的重要组成部分，增强了企业应变能力。
弧焊机器人：弧焊过程比点焊过程要复杂得多，对焊丝端头的运动轨迹、焊枪姿态、焊接参数都要求精确控制。具有较高的抗干扰能力和高的可靠性。能实现连续轨迹控制，并可以利用直线插补和圆弧插补功能焊接由直线及圆弧所组成的空间焊缝，还应具备不同摆动样式的软件功能，供编程时选用，以便作摆动焊，而且摆动在每一周期中的停顿点处，机器人也应自动停止向前运动，以满足工艺要求。此外，还应有接触寻位、自动寻找焊缝起点位置、电弧跟踪及自动再引弧功能等。
激光焊接机器人：激光焊接是与传统焊接本质不同的一种焊接方法，是将两块钢板的分子进行了重新组合，使两块钢板融为了一体变为一块钢板，从而提升了车身结构强度。同时在焊接过程中焊接工件变形非常小，一点连接间隙都没有，焊接深度/宽度比高，焊接质量高。从而提升了车身的结合精度。可见机器人的应用，实现了焊接流水线的智能化，实现了焊接生产线的自动化与现代化。
四、机器人在汽车焊接线中的重要应用
汽车工业的飞速发展，加剧了产业间的激烈竞争。特别是对于汽车企业来说，谁先抢占先机，谁就能在竞争中获胜。获胜的关键是生产效率的提高，是科技的创新。特别是机器人的应用，使生产线实现了柔性化、自动化。机器人在焊接线上的应用，可以使各种车型能够进行混线生产，节约了投资成本，在更换新车型时只需要更改焊接机器人运动轨迹的程序，同时可以进行离线编程，节省了时间。焊接机器人不仅使焊接生产线实现了智能化，还极大的提高了焊接线的产品质量和工作效率，减轻了工人的劳动强度，使工作环境得到了改善，并且能替代人完成一些人不能操作的作业任务。特别是最近几年大众汽车实现了焊接技术的飞跃。
激光焊接的车身，使大众在众多的汽车生产企业里成为科技引领者，成了汽车业里的强者。纵观大众能够成功的途径，主要是采用了激光机器人代替人工劳动，将各种光学、机械、电子科学技术与焊接技术有机结合，实现焊接的智能化、精确化和柔性化，从而使焊接质量与生产效率得到提高。
机器人的应用使工厂实现了利润最大化，丰厚的利润又为科技的创新奠定了坚实的基础，从而促进了企业的转型，促进了科技的进步。机器人在汽车工业中的应用，实现在汽车的柔性化生产，减少了投资成本，提高了汽车的产量，实现了轿车进家庭的梦想。
结束语
机器人的应用，缩短产品更新换代的准备周期，减少了设备的投资，减小了劳动强度。同时又提升企业的产品质量，使企业的整体实力和竞争力得到提高。机器人的应用，实现了焊接质量的稳定和提高，保证均一性。机器人技术的应用，有力地推动了世界汽车工业智能化水平的进步，推动了中国汽车工业的跃变。未来机器人必将智能化、微型化，应用于社会的各个领域，促进科技向前发展。
参考文献
[1]一汽大众看护机器人的“高级大夫”――记机器人维修管理专家、全国十大杰出青年岗位能手李天明[J].机械工程师.2009(08)
