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目前激光焊應(yīng)用領(lǐng)域很廣,主要應(yīng)用于:制造業(yè)、粉末冶金領(lǐng)域、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、塑料激光焊接、新材料激活激光焊接、航空航天、造船以及其他領(lǐng)域。
1、制造業(yè)的應(yīng)用
在國外轎車制造中,激光拼焊(Ta-iloredblandLaserWelding)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,據(jù)統(tǒng)計(jì),2000年全球范圍內(nèi)剪裁坯板激光拼焊生產(chǎn)線超過100條,年產(chǎn)轎車構(gòu)件拼焊坯板7000萬件,并繼續(xù)以較高速度增長。國內(nèi)生產(chǎn)的引進(jìn)車型Passat,Buick,Audi等也采用了一些剪裁坯板結(jié)構(gòu)。日本在世界上首次成功開發(fā)了將YAG激光焊用于核反應(yīng)堆中蒸汽發(fā)生器細(xì)管的維修等,在國內(nèi)蘇寶蓉等還開發(fā)了齒輪的激光焊接技術(shù)[3]。
2、粉末冶金領(lǐng)域的應(yīng)用
因粉末冶金材料具有特殊的性能和制造優(yōu)點(diǎn),在某些領(lǐng)域如汽車、飛機(jī)、工具刃具制造業(yè)中正在取代傳統(tǒng)的冶鑄材料,隨著粉末冶金材料的日益發(fā)展,它與其他零件的連接問題日益突出,使粉末冶金材料的應(yīng)用受到限制。20世紀(jì)80年代初期,激光焊以獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入粉末冶金加工領(lǐng)域,為其應(yīng)用開辟了新前景,采用激光焊可提高焊接強(qiáng)度及耐高溫性[4]。
3、汽車工業(yè)的應(yīng)用
德國大眾、奔馳、奧迪,瑞典的沃爾沃等歐洲汽車制造廠早在20世紀(jì)80年代就率先采用激光焊接車頂、車身、側(cè)框等,20世紀(jì)90年代美國通用、福特和克萊斯勒公司競(jìng)相將激光焊接引入汽車制造,盡管起步晚,但發(fā)展快。意大利菲亞特在大多數(shù)鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊,日本的日產(chǎn)、本田和豐田汽車公司在制造車身覆蓋件中都使用了激光焊,高強(qiáng)鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車車身制造中使用越來越多[5]。
激光焊接還廣泛應(yīng)用到變速箱齒輪、半軸、傳動(dòng)軸、散熱器、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、增壓器輪軸及底盤等汽車部件的制造,成為汽車零部件制造的標(biāo)準(zhǔn)工藝。應(yīng)當(dāng)看到我國一些汽車制造廠家已經(jīng)在部分新車型中采用激光焊接技術(shù),而且從激光焊接技術(shù)本身研究的角度看,我國一些科研院所在一些具有特色的領(lǐng)域取得了特色的成果。隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展,一定會(huì)在汽車制造領(lǐng)域取得豐碩的成果和廣泛的應(yīng)用。
4、電子工業(yè)的應(yīng)用
電子工業(yè),特別是微電子工業(yè)中激光焊得到了廣泛應(yīng)用。在集成電路和半導(dǎo)體器件殼體封裝中,顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。真空器件研制中,激光焊也得到了應(yīng)用。傳感器或溫控器中的彈性薄壁波紋片其厚度在0.05~0.1mm,采用傳統(tǒng)焊接方法難以解決,TIG焊易焊穿,等離子焊穩(wěn)定性差,影響因素多,而采用激光焊接效果很好,得到了廣泛的應(yīng)用。
5、生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用
生物組織的激光焊始于20世紀(jì)70年代,Klink等用激光焊接輸卵管和血管的成功顯示出了優(yōu)越性,使更多研究者嘗試焊接各種生物組織,并推廣到其他組織的焊接。目前,有關(guān)激光焊接神經(jīng)方面,國內(nèi)外的研究主要集中在激光波長、劑量及其對(duì)功能恢復(fù)以及激光焊料的選擇等方面。激光焊作為一種焊接牙科合金的新技術(shù),經(jīng)過十余年的設(shè)備改進(jìn)、技術(shù)更新,在口腔修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用逐步增多,日趨成熟。主要應(yīng)用于鈦合金、金合金和鎳鉻、鈷鉻合金的焊接,適用于鑄造支架、烤瓷冠橋和附著體等的焊接。
6、塑料激光焊接
激光焊可應(yīng)用于絕大部分塑料。激光焊是一項(xiàng)無振動(dòng)焊接技術(shù),特別適用于鼠標(biāo)、移動(dòng)電話、連接器等精密的電子元器件,以及需要以更清潔的方式來熔接的復(fù)雜部件,例如含有線路板的塑料制品、醫(yī)療設(shè)備等。
7、航空航天工業(yè)的應(yīng)用
20世紀(jì)70年代初,美國在航空、航天工業(yè)中即已利用15kW的co2激光器針對(duì)飛機(jī)制造業(yè)中的各種材料、零部件,進(jìn)行焊接試驗(yàn)及評(píng)估工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。歐盟國家中,意大利首先于20世紀(jì)70年代末從美國引進(jìn)15kW的CO2激光器,隨后由歐盟對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天工業(yè)中的各種容器及輕量級(jí)結(jié)構(gòu)立項(xiàng),開展了長達(dá)8年的激光焊接應(yīng)用研究。材料涉及鈦合金、鎳基、鐵基高溫合金等。近年來新的應(yīng)用成果是鋁合金飛機(jī)機(jī)身的制造,用激光焊接技術(shù)取代傳統(tǒng)的鉚釘,從而減輕機(jī)身自重、提高強(qiáng)度均近20%,此項(xiàng)技術(shù)計(jì)劃用于空客318、380以及一些無人駕駛飛機(jī)的制造。
8、造船工業(yè)的應(yīng)用
造船是激光焊應(yīng)用又一個(gè)重要領(lǐng)域。造船的主要工藝是焊接。采用激光焊的優(yōu)點(diǎn)在于可得到高強(qiáng)度的焊件,從而在設(shè)計(jì)上減小所用材料的厚度,達(dá)到輕重量、高強(qiáng)度的目標(biāo)。美國經(jīng)計(jì)算得出航空母艦如采用激光焊可減輕重量200t。實(shí)際上當(dāng)前歐洲的一些大型游輪的建造,激光焊的應(yīng)用達(dá)到20%左右,近期目標(biāo)達(dá)到50%。此外,海洋平臺(tái)、潛艇的結(jié)構(gòu)件還有許多激光焊接的例子。