相較于傳統的焊接技術,激光焊接因其能夠實現能量密度的高度集中和可調控,從而避免了與焊接工件的接觸,同時焊接效率更高,焊縫更窄且強度更高,因此在汽車、船舶、航空航天等裝備制造業領域得到了廣泛應用,并不斷向更多材料加工終端領域擴展。今日,筆者恒宇泰將為您呈現我國激光焊接技術的最新研究進展。
為了更好地應對未來制造業競爭,世界各大制造業強國相繼提出了制造業升級換代的國家戰略,其中德國工業制造4.0和美國的工業互聯網備受矚目。這些國家積極推出了制造業產業升級的新政策,鼓勵制造業進行技術創新并提供重點資助,其中激光焊接作為高端裝備技術的重要組成部分備受關注。目前,激光焊接技術已經廣泛應用于汽車、航空、船舶及航天等領域,成為我國機械制造業轉型升級發展方向之一。
隨著激烈的技術研發競爭,中國緊抓歷史機遇,提出了“中國制造2025”計劃,其中激光焊接技術作為一項戰略新興技術,已被列入制造業產業升級的重要議程中。激光焊作為一種先進工藝,具有高效、節能環保、高精度、低成本等優勢,因此越來越多的企業選擇將其用于生產加工中。然而,激光焊接的“產、學、研”環節存在一定的限制和缺陷,例如在某些應用場景中,其無法有效地解決氣孔和飛濺等問題,而單一焦點激光焊接作為熱源也無法控制溫度循環。
為了滿足焊接的實際需求,激光焊接技術不斷創新,其中Imperial CollegeLondon的W.Steen教授提出了一種創新的思路,即采用激光-電弧復合焊接技術。激光-電弧復合焊作為一種新型焊接方法具有獨特優勢,是目前研究熱點之一。激光-電弧復合焊接技術的演進在一定程度上彌合了單一激光焊接的缺陷,從而拓寬了激光焊接的應用領域。激光與電弧之間存在著相互耦合作用。通過激光與電弧的相互作用,充分發揮兩者的長處,有效降低了焊接間隙尺寸的要求,從而減少了焊接過程中出現的裂紋和氣孔,進而有助于提升焊接部位的性能。
到目前為止,激光焊接技術已經發展出多種類型,包括熱傳導激光焊、激光深熔焊、激光填絲焊、激光-電弧復合焊、遠程激光掃描焊以及激光釬焊等,這些技術能夠實現激光焊接焊縫追蹤和高速攝像機對焊縫過程進行實時監測等中間過程控制,同時還能夠處理激光焊接缺陷,共同解決激光焊的相關局限性和不足。