隨著科學技術的發展,越來越多的新的焊接技術、焊接設備和先進的焊接工藝不斷被人們發明和利用。焊接技術已成為石油、化工、電力、冶金、交通、電子、國防、民用和各行各業中金屬加工的最重要、最基本的方法。焊接已經被廣泛用于機構、結構、設備制造與修理的工藝過程中。焊接具有公認的優點,普遍地替代了鑄件、鉚接件和鍛件。這些優點增加了減少金屬消耗、降低勞動強度、簡化設備結構、縮短制造周期的可能性,大大擴大了焊接工藝操作的機械化能力,開辟了自動化的良好前景。
實際上焊接過程是一種隨機的復雜過程,工作狀況也十分惡劣。所以在這種情況下利用傳統的焊接方法難以實現焊接過程的自動控制。由于現代控制技術的發展,如傳感技術、電子技術和計算機控制技術等的出現,才能實現對焊接過程中出現的偏差進行自動校正以及使一個復雜的焊接過程按預定的程序自動進行。
一、激光焊
激光焊是近年發展起來的新技術,它是以高能量密度的激光作為熱源、熔化金屬形成焊接接頭的焊接方法,也就是將具有高功率密度(106~1012W/cm2)的聚焦激光束投在被焊金屬上,通過光束和被焊材料的相互作用,光能被材料吸收,最終轉變為熱能,從而使金屬材料熔化的特種焊接方法。
激光焊的特點
激光焊屬于高能量密度束流焊接,焊接速度高,線能量小,因而具有焊點小或焊縫窄、熱影響區小、焊接變形小、焊縫平整光滑等特點。加之聚焦光束的指向性十分穩定,不受電、磁場及氣流的影響,且光束的焦斑位置可預先精確定位,故激光焊特別適合于精密結構件及熱敏感器件的裝配焊接。
激光焊接設備的造價高,能量轉換率低是其不足之處。但凝光焊的高生產率及易于實現生產自動化的優點,在大規膜生產中仍有可能使每件產品的焊接生產成本相對較低。在激光輝與傳統焊接方法的生產成本相等或略高的場合,如果激光焊產品能獲得更好的技術性能,如更長的使用壽命、良好的產品外觀,較少的牌后麥面處理時間等,則采用激光焊仍然是合適的。對于那些非采用數光焊不可的熱敏感器件及要求焊接變形極小的精密結構件,焊接生產成本的高低將不再是考慮焊接取舍的決定性因素。
為了提高激光焊的能量利用率及工作效益,目前正在開發電弧強化激光新工藝。激光焊與一般焊接相比較有以下優點。
(1)功率密度高,焊接以熔深方式進行。
(2)激光加熱范圍小、焊接速度快。
(3)激光焊的焊后殘余應力小,變形小。
(4)可焊接多種難熔金屬和非金屬材料。
(5)由于激光能反射、透射,所以能進行遠距離或難以到達部位的焊接。
激光焊已在高科技工業中得到了應用,例如:僅表游絲、打印機的針束、組合齒輪、核反應堆零件以及馬口鐵食品罐頭盒等精密難焊零件的焊接。