激光焊接技术发展新方向

2011-12-16 10:48

　　激光焊接技术是集激光技术、焊接技术、自动化技术、材料技术、机械制造技术及产品设计为一体的综合技术，最终既体现为成套专用设备，又体现为与之配套的工艺。作为先进制造技术的重要组成部分，激光焊接技术在未来航空制造业有着广阔的应用前景。激光焊接技术发展方向主要有以下几方面：

　　1. 填充焊丝激光焊

激光焊接一般不填充焊丝，但对焊件装配间隙要求很高，实际生产中有时很难保证，限制了其应用范围。采用填丝激光焊，可大大降低对装配间隙的要求。例如板厚2mm的铝合金板，如不采用填充焊丝，板材间隙必须为零才能获得良好的成形，如采用φ1.6mm的焊丝做为填充金属，即使间隙增至1.0mm，也可保证焊缝良好的成形。此外，填充焊丝还可以调整化学成分或进行厚板多层焊。

　　2. 光束旋转激光焊

　　使激光束旋转进行焊接的方法，也可大大降低焊件装配以及光束对中的要求。例如在2mm厚高强合金钢板对接时，容许对缝装配间隙从0.14mm增大到0.25mm；而对4mm厚的板，则从0.23mm增大到0.30mm。光束中心与焊缝中心的对准允许误差从0.25mm增加至0.5mm。

　　3. 激光焊接质量在线检测与控制

　　利用等离子体的光、声、电荷信号对激光焊接过程进行检测，近年来已成为国内外研究的热点，少数研究成果已达到了闭环控制的程度。激光焊接质量检测和控制系统所用传感器及其功能简单介绍如下：

　　（1）等离子体监测传感器

　　1）等离子体光学传感器（PS）：它的作用是采集等离子体的特征光一紫外光信号。

　　2）等离子体电荷传感器（PCS）：利用喷嘴做探针检测由于等离子体带电粒子（正离子、电子）的不均匀扩散而在喷嘴和工件之间形成的电位差。

　　（2）系统功能

　　1）识别激光焊接过程属于何种方式。稳定深熔焊过程，有等离子体，PS、PCS信号均很强；

　　稳定热导焊过程，不产生等离子体，PS、PCS信号几乎等于零；

　　模式不稳定焊过程，等离子体间断性地产生和消失，相应地PS、PCS信号间断性地上升和下降。

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