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激光焊接是工業(yè)激光材料加工中最早的應(yīng)用之一。在大多數(shù)早期應(yīng)用中，激光產(chǎn)生的焊縫質(zhì)量更高，從而提高了生產(chǎn)率。隨著激光器類(lèi)別的發(fā)展，現(xiàn)在，激光源具有更高的功率、不同的波長(zhǎng)和更寬的脈沖能力范圍。除此之外，光束傳輸、機(jī)器控制硬件和軟件、過(guò)程傳感器，都促進(jìn)了激光焊接過(guò)程的更好的新發(fā)展。
激光焊接具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，包括低熱量輸入、狹窄的熔合區(qū)和熱影響區(qū)，以及以前難以使用會(huì)產(chǎn)生較大熱量輸入到零件的工藝進(jìn)行焊接的材料的優(yōu)異機(jī)械性能。這些性能使激光焊接形成的焊縫更堅(jiān)固，并且在外觀上更具吸引力。另外，激光焊接所需的設(shè)置時(shí)間也少得多，加上激光跟蹤傳感器，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而降低了產(chǎn)品成本。所有這些新技術(shù)都進(jìn)一步擴(kuò)大了激光焊接的應(yīng)用范圍。在許多行業(yè)中，使用不同的金屬、部件形狀、尺寸和體積的光纖激光焊接已成功應(yīng)用。
1、電池焊接
電動(dòng)汽車(chē)和許多電子設(shè)備中鋰電池的應(yīng)用不斷增加，意味著工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使用了光纖激光焊接。由銅或鋁合金產(chǎn)生的承載電流的組件通過(guò)光纖激光焊接連接端子，以連接電池中的一系列電池。激光焊接鋁合金（通常為3000系列）和純銅，以形成與電池正極和負(fù)極的電接觸。電池中使用的所有材料和材料組合都是新光纖激光焊接工藝的候選材料。重疊、對(duì)接和角焊的接頭使電池內(nèi)部實(shí)現(xiàn)各種連接。接線(xiàn)片材料的激光焊接到負(fù)極和正極端子會(huì)產(chǎn)生包裝的電接觸。最后的電池組組裝焊接步驟，即鋁罐的接縫密封，為內(nèi)部電解液創(chuàng)造了屏障。由于期望電池能夠可靠地工作10年或更長(zhǎng)時(shí)間，因此選用激光焊接能始終具有高品質(zhì)。使用正確的光纖激光焊接設(shè)備和工藝，激光焊接能夠始終如一地生產(chǎn)3000系列鋁合金的高質(zhì)量焊縫。
2、精密加工焊接
船舶和化學(xué)精煉廠(chǎng)以及制藥業(yè)使用的密封件最初是TIG焊接的。由于它們?cè)诿舾械沫h(huán)境中使用，因此這些組件是由耐高溫且耐化學(xué)腐蝕的鎳基合金材料進(jìn)行精密加工和研磨的。批量通常很小，設(shè)置數(shù)量很多。據(jù)了解，目前，這些組件的組裝已使用光纖激光焊接進(jìn)行了改進(jìn)。用光纖激光焊接代替早期的機(jī)器人電弧焊工藝的理由包括：激光焊接質(zhì)量始終如一；易于從一種組件配置轉(zhuǎn)換為另一種組件配置，從而減少了設(shè)置時(shí)間，提高了產(chǎn)量；并通過(guò)組裝激光跟蹤傳感器使激光焊接過(guò)程自動(dòng)化來(lái)降低成本。
3、氣密焊接
醫(yī)療設(shè)備（例如起搏器和其他電子產(chǎn)品）中的氣密性密封電子產(chǎn)品已使光纖激光焊接成為要求最高可靠性的應(yīng)用的首選工藝。氣密焊接工藝的最新進(jìn)展已解決了有關(guān)激光焊接和焊縫終點(diǎn)的問(wèn)題，這是完成氣密密封的關(guān)鍵位置。先前的激光焊接技術(shù)在關(guān)閉激光束時(shí)，即使在降低激光功率時(shí)，也會(huì)在終點(diǎn)處產(chǎn)生凹陷。先進(jìn)的激光束控制消除了薄焊縫和深焊縫中的凹陷。結(jié)果是一致的焊縫質(zhì)量，在終點(diǎn)處沒(méi)有孔隙，并且具有改善的外觀和更可靠的密封性。
4、航空航天焊接
光纖激光焊接鎳和鈦基航空合金需要控制焊縫幾何形狀和焊縫微觀結(jié)構(gòu)，包括最小化孔隙率和控制晶粒尺寸。在許多航空航天應(yīng)用中，焊縫的疲勞性能是關(guān)鍵的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。因此，設(shè)計(jì)工程師幾乎總是指定焊接表面為凸形或略微凸出，以增強(qiáng)焊接強(qiáng)度。為此，直徑為1.2毫米的填充線(xiàn)用于自動(dòng)化過(guò)程。將填充焊絲添加到對(duì)接接頭會(huì)導(dǎo)致頂部和底部焊道上的焊冠一致。通過(guò)確保焊縫的良好微觀結(jié)構(gòu)，焊絲合金的選擇也有助于焊縫的機(jī)械性能。
5、異種金屬焊接
使用不同的金屬和合金制造產(chǎn)品的能力大大提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的靈活性。在控制成本的同時(shí)，優(yōu)化成品的性能，例如腐蝕、磨損和耐熱性，是進(jìn)行異種金屬焊接的普遍動(dòng)機(jī)。連接不銹鋼和鍍鋅鋼就是一個(gè)例子。由于其出色的耐腐蝕性，304不銹鋼和鍍鋅碳鋼已廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用，例如廚房用具和航空部件。該工藝提出了一些特殊的挑戰(zhàn)，特別是因?yàn)殇\涂層會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的焊縫孔隙問(wèn)題。在焊接過(guò)程中，熔化鋼和不銹鋼的能量會(huì)在大約900攝氏度下蒸發(fā)鋅，這大大低于不銹鋼的熔點(diǎn)。鋅的低沸點(diǎn)導(dǎo)致在鎖孔焊接過(guò)程中形成蒸汽。在試圖逸出熔融金屬時(shí)，鋅蒸氣可能會(huì)滯留在凝固的焊縫中，從而導(dǎo)致焊縫孔隙率過(guò)大。在某些情況下，鋅蒸氣會(huì)隨著金屬的凝固而逸出，從而在焊接表面形成氣孔或粗糙度。通過(guò)適當(dāng)?shù)慕宇^設(shè)計(jì)和激光工藝參數(shù)的選擇，可以輕松進(jìn)行整飾和機(jī)械焊接。厚度為0.6毫米的304不銹鋼和厚度為0.5毫米的鍍鋅鋼的搭接焊縫的上表面和下表面均無(wú)裂紋或氣孔。
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