激光-TIG复合焊接热源机理研究现状与进展
激光焊接技术的研究现状及发展趋势
激光焊接技术的研究现状及发展趋势一、本文概述激光焊接技术，作为一种先进的焊接工艺，自诞生以来便在多个领域展现出其独特的优势和应用潜力。
本文旨在全面综述激光焊接技术的研究现状，并探讨其未来的发展趋势。
我们将从激光焊接的基本原理出发，分析其在不同材料、不同工业领域的应用情况，总结当前激光焊接技术面临的挑战与问题，并预测其未来的发展方向。
我们还将关注激光焊接技术的创新点和发展热点，以期为读者提供一个全面、深入、前沿的激光焊接技术全景图。
通过本文的阅读，读者可以了解到激光焊接技术的最新进展，以及未来可能的技术突破和应用拓展，为相关研究和应用提供参考和借鉴。
二、激光焊接技术的研究现状激光焊接技术自诞生以来，便以其独特的优势在工业生产中占据了重要的地位。
作为一种高效、高精度、低热输入的焊接方法，激光焊接已广泛应用于汽车、电子、航空、冶金等多个领域。
目前，激光焊接技术的研究现状主要体现在以下几个方面。
激光焊接的工艺研究已经相当成熟。
研究人员通过不断优化激光功率、焊接速度、保护气体等参数，实现了对焊接过程的精确控制。
同时，针对不同材料的特性，研究人员还开发出了多种激光焊接方法，如脉冲激光焊、连续激光焊、激光填丝焊等，以满足不同行业的需求。
激光焊接设备的研究也在不断进步。
随着激光技术的快速发展，激光焊接设备的功率和稳定性得到了显著提升。
同时，设备的智能化、自动化水平也在不断提高，如机器人激光焊接系统的出现，大大提高了生产效率和质量稳定性。
激光焊接过程中的质量控制和检测技术也是当前研究的热点。
通过在线监测焊接过程中的温度、熔池形态等关键参数，可以实时调整焊接工艺参数，保证焊接质量。
同时，无损检测技术的应用也为激光焊接的质量控制提供了有力支持。
然而，尽管激光焊接技术在许多方面已经取得了显著的成果，但仍存在一些挑战和问题。
例如，对于某些高反射率或高导热性的材料，激光焊接的难度较大。
激光焊接的成本较高，也在一定程度上限制了其应用范围。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究【摘要】激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法，被广泛应用于工业生产中。
本文首先介绍了激光焊接技术的基本原理，包括激光束的生成和聚焦等机理。
接着介绍了激光焊接技术的研究现状，包括其在材料连接、电子器件制造等领域的应用。
结合最新的研究成果，探讨了激光焊接技术在工业生产中的应用前景和发展趋势。
分析了激光焊接技术面临的挑战，如焊缝质量控制、成本降低等问题，并提出了未来的发展展望。
激光焊接技术的不断创新和改进，将进一步推动工业制造领域的发展，为提高产品质量和生产效率提供重要支持。
【关键词】激光焊接技术、研究现状、发展趋势、工业应用、未来挑战、基本原理、总结与展望1. 引言1.1 背景介绍传统的焊接方法存在着一定的局限性，如变形大、焊道狭窄、焊缝不均匀等问题。
而激光焊接技术通过高能密度的激光束，可以实现快速、高精度焊接，避免了传统焊接方法的缺点。
激光焊接技术被认为是未来焊接领域的发展方向。
本文将探讨激光焊接技术的基本原理、当前研究现状、工业生产中的应用情况，以及未来的发展趋势和挑战。
通过对激光焊接技术的深入研究，可以更好地了解这一技术的优势和局限性，为其未来的发展提供有力支持和指导。
2. 正文2.1 激光焊接技术的基本原理激光焊接技术的基本原理是利用高功率密度激光束对工件进行瞬时加热，使其局部熔化并在熔池中实现焊接。
激光光束经过透镜聚焦后在焊接区域形成一个极小的焦点，能量集中，可以快速提高工件表面温度，达到熔化和接合的目的。
激光焊接技术的基本过程包括预热、熔化、混合和冷却四个阶段。
预热阶段是指激光束在焊缝区域加热工件并提高表面温度；熔化阶段是指工件局部熔化形成熔池；混合阶段是指添加适量的填充材料，如焊丝，以填补焊缝；冷却阶段是指熔化部分冷却形成焊接接头。
激光焊接技术具有高能量密度、高效率、精密焊接等优点。
通过调节激光功率、加工速度和焊接参数，可以实现对不同材料的焊接操作，包括金属、塑料、陶瓷等材料。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究1. 引言1.1 激光焊接技术的定义激光焊接技术是一种利用激光束将热能集中到焊接点进行熔化并连接材料的先进焊接方法。
通过激光束高能量密度和高束质量，可以实现快速、高效、精确的焊接过程。
激光焊接技术在金属、塑料、陶瓷等材料的连接中广泛应用，具有焊缝小、热影响区少、变形小等优点。
随着激光技术的不断进步和发展，激光焊接技术已成为现代制造业中一种重要的焊接方法，被广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域。
激光焊接技术的发展为加工技术的进步和产品质量的提高提供了重要支持，是当前研究和发展的热点之一。
1.2 激光焊接技术的重要性1.提高生产效率：激光焊接技术具有快速焊接速度、操作简便等特点，可以大幅提高生产效率，节约人力、时间和成本。
2.提高焊接质量：激光焊接技术能够实现高精度的焊接，焊缝质量好，可以避免气孔、裂纹等焊接缺陷，确保焊接连接的牢固性和稳定性。
3.拓展适用范围：激光焊接技术可以应用于各种金属材料的焊接，包括高熔点金属和难焊材料，具有很强的适用性和通用性。
4.降低能源消耗：相比传统焊接方法，激光焊接技术采用光能作为热源，能量利用效率高，节能环保，有利于减少对环境的影响。
激光焊接技术在制造业中的重要性不容忽视，其在提高生产效率、提高焊接质量、拓展适用范围和降低能源消耗等方面的优势，使其成为现代工业领域中备受重视的焊接技术之一。
2. 正文2.1 激光焊接技术的研究现状1. 激光焊接技术的发展历程：激光焊接技术自20世纪70年代开始逐渐发展，并在各个领域得到广泛应用。
随着激光技术和光学技术的不断进步，激光焊接技术的研究也得到了快速发展。
2. 激光焊接技术的研究热点：当前的研究主要集中在提高焊接质量和效率、拓展适用范围、降低成本和提高稳定性等方面。
利用不同波长的激光进行焊接，探索新的焊接材料、优化焊接参数等。
3. 激光焊接技术的现有问题：虽然激光焊接技术在许多领域取得了成功，但仍然存在一些问题，如焊接过程中容易产生气孔、热裂纹等缺陷，需要进一步研究和解决。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法，近年来得到了广泛的应用和发展。
本文将探究激光焊接技术的研究现状和发展趋势，分析其在各个领域的应用以及未来的发展方向。
一、激光焊接技术的研究现状1. 激光焊接工艺激光焊接是利用激光束对材料进行加热，从而使材料表面产生熔化，并将熔化池与受热区域形成牢固的结合。
激光焊接工艺主要包括传统激光焊接、深层激光焊接、激光-激光混合焊接、激光-煤炭混合焊接等多种方式，每种方式都有其适用的具体情况。
2. 激光焊接设备激光焊接设备包括激光发生器、激光传输系统和焊接装置等部分。
目前，市场上主要有固体激光器、液体激光器和气体激光器等多种类型的激光器可供选择，其中固体激光器因其高功率、高能量密度和高效率等优势，逐渐成为主流。
3. 激光焊接材料激光焊接可适用于多种材料，包括金属材料、合金材料、塑料材料等。
而随着激光焊接设备和工艺的不断改进，其在特殊材料、复合材料和高温材料等方面的应用也逐渐增多。
4. 激光焊接检测技术激光焊接后的焊缝质量直接影响着工件的使用性能，因此激光焊接检测技术成为焊接过程中不可或缺的一部分。
目前，主要的检测技术包括激光扫描显微镜检测、红外热像仪检测、超声波检测和X射线检测等多种方式。
5. 激光焊接应用领域激光焊接技术已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械、管道制造等领域。
在汽车制造中，激光焊接可以实现车身零部件的高效焊接，提高生产效率，减少成本。
6. 激光焊接的优势与传统焊接方法相比，激光焊接具有焊缝小、变形小、热影响区小、焊接速度快、热影响深度浅等特点。
激光焊接在一些对焊接质量要求高、对材料变形敏感的领域有着明显的优势。
1. 激光焊接设备的技术升级随着激光技术的不断发展，激光焊接设备的性能将不断提升。
固体激光器的输出能量和能量密度将不断增加，激光束质量和稳定性将得到进一步提高，激光束调控技术也将更加精密。
2. 激光焊接工艺的创新针对不同的焊接需求，激光焊接技术将不断进行工艺创新。
激光焊接技术最新研究进展及应用现状
激光焊接技术最新研究进展及应用现状激光焊接技术是一种利用激光束对工件表面进行加热，使其局部区域达到熔化温度并进行焊接的方法。
由于其高能量密度、快速焊接速度和良好的焊缝质量，激光焊接技术在工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍激光焊接技术的最新研究进展以及其在各个领域的应用现状。
1.新型激光源的应用：传统的激光焊接技术主要采用CO2激光器或固体激光器作为激光源，但这些激光源存在功率不够高、效率不高等问题。
近年来，随着光纤激光器和半导体激光器的发展，这些新型激光源正逐渐应用于激光焊接技术中，能够提高焊接效率并降低成本。
2.材料的多样化：激光焊接技术在过去主要应用于金属材料的焊接，如不锈钢、铝合金等。
而近年来，随着激光设备的不断改进，激光焊接技术已经可以应用于其他类型的材料焊接，如塑料、陶瓷等。
3.智能化控制系统的发展：激光焊接过程中需要实时监控焊接质量，对焊接参数进行自动调整，以保证焊接接头的质量。
近年来，智能化控制系统在激光焊接技术中得到了广泛应用，能够实现焊接过程的实时监控和参数的自动调整，提高焊接质量和生产效率。
1.汽车制造：激光焊接技术在汽车制造中得到广泛应用，主要用于焊接汽车车身和零部件。
激光焊接能够实现高效、高质量的焊接，提高汽车的安全性和稳定性。
2.航空航天：航空航天领域对材料的焊接要求严格，需要焊接强度高、无瑕疵的接头。
激光焊接技术能够满足这些要求，因此在航空航天领域得到广泛应用。
3.电子制造：激光焊接技术在电子制造中用于焊接电子器件、电子连接器等。
激光焊接能够实现高精度的焊接，避免对电子器件产生热影响。
4.医疗器械制造：激光焊接技术在医疗器械制造中广泛应用，能够实现细小器件的高精度焊接，提高医疗器械的质量和可靠性。
总结来说，激光焊接技术的最新研究进展主要表现在新型激光源的应用、材料的多样化和智能化控制系统的发展。
在实际应用上，激光焊接技术在汽车制造、航空航天、电子制造和医疗器械制造等领域得到广泛应用。
2024年激光电弧复合焊设备制造市场发展现状
2024年激光电弧复合焊设备制造市场发展现状引言随着科技的不断发展，激光电弧复合焊设备在金属材料焊接行业中得到了广泛应用。
该技术的特点是兼顾了激光焊接和电弧焊接的优势，使得焊接质量更高、焊接速度更快、焊缝的机械性能更佳。
本文将深入分析激光电弧复合焊设备制造市场的发展现状，并探讨其未来的发展趋势。
现状分析激光电弧复合焊设备市场规模激光电弧复合焊设备市场在近几年里得到了快速的发展。
据统计，2019年全球激光电弧复合焊设备市场规模已达到XX亿元，预计未来几年还将继续保持较高的增长率。
这得益于激光电弧复合焊设备在汽车制造、航空航天、电子设备等领域的广泛应用。
国内外市场竞争态势目前，激光电弧复合焊设备市场主要集中在发达国家和地区，例如美国、欧洲和日本等地。
这些地区的企业在激光电弧复合焊设备制造技术上具有一定的优势，占据了市场的大部分份额。
然而，近年来，亚洲地区的激光电弧复合焊设备制造企业也蓬勃发展，市场份额逐步增加。
中国作为世界制造业大国，也开始成为激光电弧复合焊设备制造市场的重要参与者。
技术进步与创新激光电弧复合焊设备制造技术的不断进步与创新也推动了市场的发展。
近年来，激光电弧复合焊设备的功率密度、焊缝质量以及焊接速度等方面都得到了显著提升。
此外，与其他焊接技术相比，激光电弧复合焊设备在能源消耗、环境污染等方面具有较大优势，也进一步增加了其市场竞争力。
市场前景与趋势自动化与智能化随着制造业的智能化和自动化趋势，激光电弧复合焊设备也将更多地向智能化和自动化方向发展。
未来，激光电弧复合焊设备将加入更多传感器、机器视觉和机器学习等技术，实现更高程度的自动操作和智能化控制。
进一步扩大应用领域激光电弧复合焊设备在汽车制造、航空航天等领域已经取得了成功应用，而在其它领域的应用潜力仍然巨大。
例如，在新能源领域，激光电弧复合焊设备可以用于太阳能电池片的制造；在建筑领域，该技术可以用于金属结构的焊接。
未来，激光电弧复合焊设备在更多领域的应用将成为市场的主要趋势。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究激光焊接技术是一种高能量密度焊接工艺，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
随着工业的发展和需求的提升，激光焊接技术也得到了快速发展。
本文将探究激光焊接技术的研究现状及未来发展趋势。
当前，激光焊接技术已经取得了重要的进展。
高功率激光焊接技术的发展，使得激光焊接可以适用于更厚的金属板材，同时也提高了工作效率。
激光焊接还可以实现对焊缝形态的精确控制，提高焊接质量。
随着激光器技术的不断发展，激光焊接技术也会得到更多的改进和突破。
激光器的功率将会进一步提高。
高功率激光器可以提供更大的能量密度，使得焊接速度更快，并可以应用于更多种类的材料。
激光器的脉冲频率将会增加。
快速脉冲激光器可以在焊接过程中控制热输入，以减少热影响区域的大小，提高焊接的精度。
为了进一步提高焊接质量，激光焊接技术还可以与其他辅助技术相结合。
在传统激光焊接技术的基础上，可以加入等离子弧焊、电弧激光混合焊等技术，以实现适应不同材料和焊接情况的需求。
综合利用传感技术和自动控制技术，可以实现对焊接过程的实时监控和控制，提高焊接的稳定性和一致性。
激光焊接技术的研究还面临着一些挑战和难题。
焊接过程中会产生大量的热影响区，容易导致材料变形、裂纹等问题。
激光焊接技术在焊接非金属材料时存在一定的限制，如焊缝质量差、熔池不稳定等。
未来研究的重点将会是解决这些问题。
激光焊接技术在航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有重要的应用价值。
当前，激光焊接技术在功率和精度方面已经取得了突破性进展，但仍存在一些挑战需要解决。
未来发展的重点将是提高功率和控制精度，与其他辅助技术相结合，实现对焊接过程的实时监控和控制。
希望本文对于激光焊接技术的研究和发展具有一定的启示意义。
薄板钛合金光纤激光-tig电弧复合焊接工艺研究
薄板钛合金光纤激光-tig电弧复合焊接工艺研究随着航空航天、船舶、化工等领域对材料性能要求的提高，金属材料的焊接工艺也日益趋于高效、高精度、高质量。
对于薄板钛合金的焊接，传统的TIG焊接具有较好的焊缝质量和可靠性，但生产效率低下；而激光焊接速度快，但焊缝质量容易受到板材表面质量和对接精度的影响。
因此，采用光纤激光-TIG电弧复合焊接工艺，可以在保证焊接质量的同时提高生产效率。
光纤激光-TIG电弧复合焊接工艺的实现，需要在TIG焊接过程中引入激光能量，使得焊接部位产生高温，从而提高焊接速度和焊缝质量。
该工艺涉及的关键技术包括激光和TIG焊接机的协同控制、焊接气体种类和流量的优化、焊接参数的匹配等。
在应用实践中，需要根据板材厚度、板材表面质量和对接方式等因素进行针对性的调整和优化。
通过文献综述和实验研究，可以得出光纤激光-TIG电弧复合焊接工艺的一些优点：能够实现高效率、高精度的焊接；焊接质量稳定可靠；适用于不同厚度和形状的钛合金薄板；降低了对板材表面质量的要求；且可实现自动化生产，提高了生产效率。
但该工艺也存在一些缺点，如设备复杂、初步成本较高、对气体流量和焊接参数等参数的精度要求较高等问题，需要在实际生产中进行更多的优化和改进。
TIG-MIG复合焊研究现状与展望
檄氩 弧焊 相 同 高 质量 的焊 接 接 头 ， 而 且还 能 得 到 与 熔 化极 惰性 气体 保 护 焊 一 样 的高 效率 特 性 ， 非 常 符 合 现 代 Ｔ业 埘焊接 高效 、 高 质量 的要求 。 。
对 于 多 电级 复 合 焊接 方 法 ， 电 极之 间作 川 对 焊 接
Ｔ Ｉ Ｇ —ＭＩ Ｇ 复 合 焊 研 究 现 状 与 展 望
吉 林 化 工 学 院（ １ ３ ２ ０ ０ ０ ） 孙茂 龄 宋 昌洪 吉荣 亮 张 静 机械 科 学研 究院 哈 尔滨焊接 研 究所 （ １ ５ ０ ０ ２ ８ ）
摘要
Ｔ ｌ （ 一ＭＩ Ｇ复合焊综合 了纯氚气 保护 气氛下熔化极惰性气体焊的高效特性 以及钨极氲 弧焊的 高质 量特
作者 简介 ： 叶 克 力， １ ９ ６ ８年 出生， 教授 ， 工程 师 主要 从 事 蝉
接 高 等 职 业 教 育 以及 焊 接 工 艺 、 焊接 材 料 的 研 究 ， 已发 表 论 文 ｌ ０余 篇
Ｉ ’ ｅ ｄ Ｌ ｌ （ ｅ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ［ Ｒ］ ．Ｎ Ｓ Ｒ Ｐ
即使 在纯 氲 气保 护气 氛下 ， 熔 化 极惰 性 气 体 保 护 焊 接
过程 巾 的电 弧也 能得 到稳 定 ， 焊 后 不 仅 可 以 获 得 与 钨
化 电橄 ， 效 率高 于钨 饭 氩弧 焊 接 方法 ， 但 是 焊 接 过程 阴
极 斑 点 稳 定 ， 容 易 产 生 溅 ， 为解 决 这 一 问 题 ， 通 常
技 术［ Ｃ ］ ．能 源 ｌ １ 强同际焊接论坛 ， ｝ 海， ２ ０ ０ ５ ．
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法，已经在许多领域得到了广泛的应用。
随着制造业的不断发展和现代化要求的增加，激光焊接技术也不断得到改进和完善。
本文将探讨激光焊接技术的研究现状和发展趋势，并分析其在不同领域中的应用前景。
一、激光焊接技术的研究现状激光焊接技术利用高能量激光束对接触材料进行熔化和连接，是一种高温、高速的焊接方法。
近年来，随着激光器和控制系统的技术进步，激光焊接技术在制造业中得到了广泛应用。
其主要优点包括焊接速度快、热影响区小、焊缝质量好等。
1. 激光焊接材料的研究随着新材料的不断涌现，激光焊接技术对材料要求也日益严格。
目前，除了传统的金属材料外，激光焊接技术还被广泛用于焊接塑料、陶瓷等非金属材料。
各种新材料的应用也对激光焊接技术提出了新的挑战，需要不断改进和完善。
2. 激光焊接设备的改进随着激光技术的不断进步，激光焊接设备也得到了不断的改进和完善。
新型的激光器、光学系统和控制系统的应用，使激光焊接技术在焊接速度、精度和稳定性等方面得到了进一步提高。
3. 激光焊接过程的模拟与优化激光焊接过程是一个复杂的热传导和流动过程，对于焊接参数的选择和优化具有重要意义。
利用计算机模拟和数值仿真技术，可以对激光焊接过程进行精确的模拟和分析，帮助优化焊接参数，提高焊接质量和效率。
4. 激光焊接技术在自动化生产中的应用随着工业自动化程度的不断提高，激光焊接技术也在自动化生产线中得到了广泛应用。
自动化焊接系统可以实现高效、精密的焊接，提高生产效率和产品质量。
1. 高功率、高品质激光器的应用随着激光器技术的进步，高功率、高品质的激光器将更多地应用于激光焊接领域，提高焊接速度和质量。
2. 激光辅助焊接技术的发展激光辅助焊接技术是将激光能量和传统焊接方法相结合，可以在一定程度上弥补传统焊接方法的不足，提高焊接效率和质量。
3. 激光焊接过程的智能化控制利用先进的传感技术和智能控制系统，可以实现激光焊接过程的实时监测和自动调整，提高焊接一致性和稳定性。
激光-电弧复合焊接技术的研究进展及应用现状
激光-电弧复合焊接技术的研究进展及应用现
状
激光-电弧复合焊接技术是一种新兴的焊接成形技术，它的出现
使焊接的效率大幅度提高，并且能够生产卓越的焊接质量，广泛应用
在苛刻的工业环境中。
激光-电弧复合焊接技术，用先进的激光焊接技术，将大功率的
激光束同电弧火焰和保护气体协同作用，以焊接高性能金属材料。
激
光-电弧复合焊技术具有低温焊接、节能效率高、焊接速度快、焊接质
量稳定等优点。
激光-电弧复合焊技术在基础研究领域，有其重要的研究进展，
如激光-电弧复合焊技术在空间条件下的应用研究，在电弧焊与激光焊
的组合应用等。
激光-电弧复合焊技术在实际应用中，应用于各种航空
航天、汽车制造、过程控制设备、智能装备、各种工程结构件的制造
等领域，已经在能源工程、石油、化工等行业取得了满意的效果。
激光-电弧复合焊技术的发展前景也非常乐观，将朝着智能化、
定制化、小批量化、大规模统一生产等目标迈进。
例如在智能化方面，运用柔性操控、智能调节和智能优化等使激光-电弧复合焊技术的智能
化的程度更上一层楼，再结合深度学习等技术，有望实现成型质量如
痕迹般可控和重复；同时，将在新材料的开发和运用上，加入特殊元
素以改善焊接性能，提升激光-电弧复合焊技术的应用效率。
总之，激光-电弧复合焊技术发展迅速，它的出现为众多苛刻环
境中的焊接尽心提供了便利。
随着技术、材料以及运用形式的不断完
善和发展，激光-电弧复合焊技术将在变革和创新中保持其领先的地位，为人类的技术进步做出更多的贡献。
检索主题3
检索主题3：复合热源焊接研究现状作者：陈梁文献综述：复合热源焊接有很多种类，这里以激光—TIG电弧复合热源焊接为例了解其研究现状！激光—TIG电弧复合热源焊接是利用激光产生的锁孔效应吸引、压缩电弧,增大电流密度,改变焊缝形状,从而实现高效率、高质量的焊接过程。
激光—TIG复合热源焊接是将物理性质和能量传输机制截然不同的两种热源复合在一起，同时作用于同一加工位置的方法。
激光与电弧的复合使得两种热源既充分发挥了各自优势，又相互弥补了对方的不足，从而形成了一种全新高效的热源。
从工艺角度来看，显示了很好的焊接性和焊接适应性；从能量的角度看，焊接效率的提高是复合焊接最显著的特点；同时复合热源的能量显著大于两种热源的简单叠加[1,2]。
国内学者很早就开展了激光—TIG复合热源焊接机理的研究工作。
但由于实验条件的限制,其结果值得进一步讨论.二十世纪90年代初，天津大学的胡绳荪等人采用Stark 展宽光谱法分别对激光,TIG电弧,以及激光+TIG电弧的电子密度进行测定,发现激光和电弧并不是简单的叠加,而是相互作用。
实验研究表明：激光和电弧的作用，可以大大提高激光束的穿透能力。
一方面，在焊接过程中，电弧稀释了激光等离子体，从而大大降低了等离子体对激光的吸收、散射、反射等削弱作用，但电弧这种稀释等离子体的作用，只在较小电流的电弧下作用显著。
同时，通过电弧对工件的预热，大大降低了工件对激光的反射作用；另一方面，激光有很强的电弧控制作用，能增加电弧的稳定性，有利于高速焊接[4]。
从二十世纪60年代起，国外很多学者就开始利用光谱分析法分别研究了电弧等离子体的物理参数如电子密度，电子温度等。
并在20世纪80年代开始把此种方法应用于激光等离子体的研究。
但把光谱分析法用于激光—电弧复合热源机理研究的相关报道还比较少，在激光—TIG电弧复合热源焊接过程中,两种热源的相互作用过程中等离子体物理参数的测量是揭示复合机理的重要的方式.。
激光焊接技术现状及展望研究
激光焊接技术现状及展望研究激光焊接技术是一种高新技术，具有高效、高精度、高质量的特点，已经在多个行业得到广泛应用。
随着科学技术的不断进步和发展，激光焊接技术也在不断提升和完善。
本文将从激光焊接技术的现状及发展状况、存在的问题以及未来的发展展望等方面进行详细探讨和分析。
一、激光焊接技术的现状激光焊接技术是指在焊接过程中使用激光作为热源，通过光束的高能量密度和聚焦性，使工件表面瞬间受热熔化，实现焊接的技术。
激光焊接技术在金属材料、塑料、玻璃等材料的焊接中具有独特优势，其焊接速度快、热影响区小、变形小、焊缝质量高、可焊接性广泛等特点，被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子电器、光电子等行业。
目前，激光焊接技术已经取得了许多突破性进展。
一是激光设备技术得到了快速发展，激光功率不断提高，激光光束质量不断改善，激光系统性能更加稳定可靠。
二是激光光源技术不断进步，出现了多波长激光器、高功率连续激光器、超快激光器等新型激光器。
三是焊接控制技术不断完善，焊接质量监测与控制系统、自适应控制系统等先进技术的应用不断提高了激光焊接的自动化程度和焊接质量。
尽管激光焊接技术已经取得了很多进展，但仍然存在一些问题亟待解决。
一是焊接效率和成本问题。
虽然激光焊接速度较快，但设备成本较高，焊接效率不足以满足大批量生产的需求。
二是焊接适应性问题。
激光焊接技术对工件材料和形状有一定要求，对于特殊材料和复杂形状的工件，其焊接适应性有限。
三是焊接质量问题。
激光焊接易受热影响、气孔、裂纹等质量缺陷的影响，需要进一步提高焊接质量。
激光焊接技术是一种高效、高精度、高质量的焊接技术，具有广泛的应用前景。
尽管目前仍然存在一些问题，但随着科学技术的不断发展，相信这些问题将得到有效解决，激光焊接技术将在未来得到更加广泛的应用。
希望相关领域的研究人员共同努力，加快激光焊接技术的研究与应用，为我国制造业的发展做出更大的贡献。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究1. 引言1.1 激光焊接技术的重要性激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法，其在制造业中具有重要的地位和作用。
激光焊接技术可以实现高速、高质量的焊接，广泛应用于汽车制造、航空航天、光电子、电子通讯等行业。
激光焊接技术能够实现对焊接过程的精确控制，可有效降低材料损伤和变形，提高焊接质量和效率。
激光焊接技术还可以实现对不同材料的焊接，如金属、塑料、玻璃等，具有广泛的适用性。
激光焊接技术的发展对于提高制造业的产品质量、降低成本、提高效率具有重要意义。
随着制造业的不断发展和自动化程度的提高，对于激光焊接技术的需求也在不断增加。
深入研究激光焊接技术的原理和应用，探索其在不同领域的发展潜力，对于推动制造业的转型升级和提高国家竞争力具有积极的促进作用。
1.2 研究现状概述激光焊接技术是一种高效、精密且环保的焊接方法，近年来受到广泛关注和研究。
目前，国内外许多研究机构和企业纷纷投入到激光焊接技术的研究与应用中，取得了一系列重要成果。
在研究现状方面，国内外学者在激光焊接技术的基础原理、优化方法、参数控制等方面进行了深入研究，取得了许多创新性成果。
激光焊接技术在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛应用，为实现产品制造的高质量、高效率提供了重要支持。
激光焊接技术仍然存在一些问题和挑战，比如焊接速度、焊缝质量、材料适应性等方面仍有待提高。
研究人员需要不断探索新的技术手段和方法，以解决这些问题，并推动激光焊接技术的持续发展。
未来，随着科技的不断进步和产业的不断发展，激光焊接技术将会不断创新和完善，为各个行业带来更多的可能性和机遇。
1.3 研究目的和意义激光焊接技术的研究目的和意义在于探究其在工业领域中的应用潜力和优势，为提高产品质量、生产效率和节约资源做出贡献。
通过深入研究激光焊接技术，可以更好地了解其原理和特点，推动其在不同领域的应用和发展。
研究激光焊接技术还可以帮助提高传统焊接工艺的效率和精度，减少环境污染和能源消耗，实现可持续发展和资源利用的最大化。
激光－电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用
激光－电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用激光－电弧复合焊接技术(Laser-arc Hybrid Welding)是 20 世纪70 年代末由 Steen［1－3］最先提出并逐渐发展成熟起来的一种优质、高效的新型焊接技术。
传统电弧焊具有设备投资成本低、熔池金属搭桥能力强、应用范围广、操作简单等优点，但是弧焊的缺点也比较明显，如焊接速度慢、效率低、焊后变形大、部分焊接工件的后续处理工作量大等。
激光焊具有焊接速度高、焊后变形和残余应力小、深熔焊焊缝的深宽比大、焊接热影响区窄、加工过程易实现自动化、可实现对精密工件及复杂工件的精密焊接等优点。
但是，激光焊也存在着一些诸如对工件坡口装配要求高、高反射率材料(如铝、铜等)的能量损失大、不填充材料焊接某些高性能金属材料时易产生冷裂纹或热裂纹等缺点。
传统电弧焊和激光焊的这些缺点都制约着这两种焊接方法的应用。
激光－电弧复合焊是将激光焊和电弧焊两种热源的能量通过一定方式共同作用于工件产生同一个焊接熔池，并通过二者的相互作用来实现材料的优质高效焊接的一种新型焊接方法。
激光－电弧复合焊分别继承了单独激光焊和弧焊的优点，而又相互弥补对方的缺点，是一种极具应用前景的先进焊接工艺方法。
激光－电弧复合焊接不是激光热源与电弧热源的简单叠加，在焊接过程中两热源会产生一系列的相互作用，获得高速稳定的焊接过程，并获得“1+1＞2”的协同效应及焊接效果。
根据不同的分类标准可以将激光－电弧复合焊接进行不同的分类。
根据激光－电弧复合焊所使用的激光器的类别不同，通常可将其分为气体激光－电弧复合和固体激光－电弧复合;根据与激光复合的电弧类别，可将其分为激光－非熔化极电弧复合(包括钨极氩弧和等离子弧)和激光－熔化极电弧复合;根据激光与电弧的空间位置分布，可将其分为同轴复合和旁轴复合;根据激光功率的级别，又可将其分为百瓦级激光与电弧复合、千瓦级激光与电弧复合、万瓦级激光与电弧复合。
千瓦及万瓦级固体激光－熔化极电弧复合焊接技术是目前该技术领域的发展趋势并已在国内外的汽车制造、造船［4－6］、压力容器、石化管道、工程机械、航空航天、能源电力、轨道交通等领域获得了一定程度的应用。
哈尔滨工业大学科技成果——激光-TIG电弧复合热源焊接技术
哈尔滨工业大学科技成果——激光-TIG电弧复合热源
焊接技术
主要研究内容
激光-TIG电弧复合热源焊接是将激光束与TIG电弧复合在一起同时作用于熔池，利用激光产生的锁孔效应吸引、压缩和稳定焊接电弧，使得电流密度显著提高，从而建立一种全新的高效热源，是一种高效率、高质量、高适应性的焊接方法，具有熔深大、焊速快、成本低等显著优势，非常适合于薄板高速焊及大厚板的焊接，更适用于铝合金、一些特殊材料或者异种材料的连接。
哈工大率先在国内开展激光与电弧复合焊接的研究，研究水平与国外保持同步，激光-TIG复合脉冲协调控制焊接新方法获得了国家发明专利。
激光-TIG复合电弧
激光-TIG复合热源焊接接头
主要技术指标
与同能量输入的激光焊接相比，复合热源焊接技术可将焊接熔深提高50%以上，焊接速度提高一倍以上。
在焊接2-8mm厚不锈钢薄板时，间隙达到0.4-0.8mm，对中偏差0.25mm及错边0.5mm时仍可获得满意焊缝。
激光-TIG复合热源焊接可以获得上下几乎等宽的优良焊缝形状，成功地应用在长征系列运载火箭动力系统的Ω连接件中。
火箭发动机连接件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
１。１国外研究现状 国外在激光一，Ｉ．ＩＧ复合热源焊接机理研究方面做
收藕日期：２００８一１０一１９
万方数据
了很多工作，取得了大量成果，以下部分做简要介绍。 美国的Ｃ，Ｅ．Ａｌ晡ｇｈｔ等人研究了低能量激光辅
助电弧焊接方法。其中，ｒｒＩＧ电弧是主要热源，激光起 到引弧、引导和压缩电弧的作用。该研究分析了激光 引弧和控制电弧的机理：ｒ１１Ｇ焊的部分保护气体分子会 吸收特定波长的低能量激光，使自身能量提高；高能量 的分子相互碰撞，可以产生微弱的气体电离，产生ＵＰ （激光激发等离子弧），为电弧提供导电通道Ｈｊ。
国内学者很早就开展了激光一１１Ｇ复合热源焊接 机理的研究工作，但由于实验条件的限制，其结果值得 进一步讨论。２０世纪９０年代初，天津大学的胡绳荪等 人采用Ｓｔａｒｋ展宽光谱法分别对激光、，ｎＧ电弧，以及激 光＋ｒＩ＇ＩＧ电弧的电子密度进行测定。发现激光和电弧 并不是简单的叠加，而是相互作用。实验研究表明，激 光和电弧的作用，可以大大提高激光束的穿透能力。 ～方面，在焊接过程中，电弧稀释了激光等离子体，从 而大大降低了等离子体对激光的吸收、散射、反射等削 弱作用，但电弧这种稀释等离子体的作用，只在较小电 流的电弧下作用显著，同时，通过电弧对工件的预热， 大大降低了工件对激光的反射作用；另一方面，激光有 很强的电弧控制作用，能增加电弧的稳定性，有利于高 速焊接‘８｜。
一邢复合热源焊接过程中激光和电弧的相互作用机理。研究表明，应用先进的光谱诊断技术可以对激光一’ｎＧ
复合热源焊接中复杂的物理现象进行诊断，是提高和发展复合焊接技术的一种有效方法。
关键词：复合焊接等离子体光谱诊断机理 中图分类号：ＴＧ４５６．７
０前 言
激光一ｒＩ＇ＩＧ复合热源焊接是将物理性质和能量传 输机制截然不同的两种热源复合在一起，同时作用于 同一加工位置的方法。激光与电弧的复合使得两种热 源既充分发挥了各自优势，又相互弥补了对方的不足， 从而形成了一种全新高效的热源。从工艺角度来看， 显示了很好的焊接性和焊接适应性；从能量的角度看， 焊接效率的提高是复合焊接最显著的特点，同时，复合 热源的能量显著大于两种热源的简单叠加¨’２１。
日本大阪大学的Ｎａｔ．ｏ等人在激光一电弧复合实 验中选用不同的参数，如激光能量、电弧电流、聚焦距 离和激光电弧间距离、渗透距离等，研究了ＹＡＧ激光 和ＴＩＧ电弧的熔透特征。并用ＣｃＤ和高速摄像机观察 复合焊接中激光产生的羽状等离子体行为。同时研究了 ＹＡＧ激光束的散射、折射和电弧吸收作用的影响旧。。
近年来，激光一ＴＩＧ复合热源焊接技术被广泛应 用。目前国内外广大学者对复合热源焊接的研究主要 集中在复合焊接工艺和焊接质量方面，对激光与电弧 相互作用的物理过程及其本质特性的研究较少。
激光束是一种高能密度热源，当其辐射到金属材 料上时会产生大量的金属蒸汽和高温高密度等离子 体。随着激光等离子体密度的增加会严重地吸收、散 射、反射激光能量，降低激光束对焊件的穿透能力。而 电弧焊中也伴随着力、热、电、磁和光辐射等各种效应， 而且电弧等离子体中粒子成分复杂，各种粒子还存在 着解离、复合和能级跃迁等等，导致了电弧现象的复杂 性旧Ｊ。这两者的结合更给研究带来了难度。
北京工业大学焊接电弧物理实验室建立了高时间 分辨率的ＩｃｃＤ光谱分析系统，整个分析系统的主要装 置由ＡＣＴｏＮ公司生产的ＳｐｅｃｔｒＰｒ０７５０ｉ型光谱仪和 陌ｎｃｅｔｏｎ仪器公司生产的ＰＩ—ＭＡＸ增强型ＣＣＤ接收 器件组成，配以双透镜光学装置、电参数采集装置、同 步触发器、测试过程监测装置和数据处理系统（工作 站）等组成。激光器工作发出脉冲激光时，产生同步触 发信号，触发光谱仪拍摄，光谱仪最小曝光时间２ ｎｓ。 能够对激光与电弧相互作用的瞬间过程进行精细拍 摄。同时，可以采用时控一统计平均的光谱拍摄方 法…１对交流电弧的动态过程的光谱信息进行观测，这 就为激光一交流，Ｉ’ＩＧ电弧复合热源焊接机理研究提供 了必要的方法和手段。
２２ ２００８年第１２期
万方数据
密度小于１０１６／ｃｍ３），焊接熔深随等离子体粒子密度的 增大而增大，当等离子体粒子密度进一步增大（电子密 度大于１．５×１０１６／ｃｍ３）后，由于等离子体严重地屏蔽 了人射激光能量，焊接熔深从最大值开始下降一１。
近年来，哈尔滨工业大学的陈彦宾开展了激光一 ｒ１１Ｇ复合焊接热源物理特性的研究。研究发现，ｒＩ＇ＩＧ电 弧在激光的压缩作用下，电流密度大大提高，复合后的 能量效应大于激光与电弧二者之和的能量效应。另 外，试验还对复合热源的电压、电流信号进行实时采 集，并运用ＣＣＤ图像采集系统监测复合热源的动态行 为，从而研究了复合热源的电弧特性。同时，根据激光 与等离子体相互作用理论分析了复合焊接热源产生畸 变的根本原因是激光维持燃烧波（ＬｓＣ）的作用结 果‘１引。
德国的Ｈａｃｋｉｕｓ等人研究了铝合金激光复合焊接 的力学性能和气孔等现象。文章认为，由于热输入低， 激光复合焊接特别适合易变形的铝合金，因此激光复 合焊接在汽车领域的应用潜力很大，但在应用方面面 临着很多问题，例如状态稳定性比较差且存在焊接缺 陷等。此外，通过多功能焊接几何学能拓展激光一电 弧复合焊接的应用领域。因此需要将气孔、力学性能 和焊接几何学特性相结合进行研究”Ｊ。
２００８年第１２期 ２ｌ
俘掳专题综述‰删
接中，熔深受电流影响显著，并据此建立了能产生更大 熔深的有利条件。此外，激光束和电极或焊丝的目标 间距对熔深和它的几何性能也有着很大的影响。通过 对匙孔的反冲压力和表面张力和电磁力的研究，发现 它们产生的向下的熔体流动影响了电弧收缩，因此能 据此确定熔透深度和几何学特性０７１。
局部热力学平衡（ｍ）是难以存在的。
魁Ｇ电弧
船Ｉ ４１５．８啪特征谱线
３结 论
（１）在激光一ｒ１１ＩＧ电弧复合焊接过程中，激光和电 弧之间存在强烈的相互作用，这种相互作用对工艺稳 定性和焊缝成形具有决定性的影响。因此，深入研究 两种热源的相互作用有助于提升对激光一１１Ｇ电弧复 合焊接复杂物理过程的认识程度，有利于工艺参数的 进一步优化。但目前对激光一，ＩＩＩＧ复合热源焊接的机 理尚未形成系统理论，有待进一步完善。因此，有必要 对激光与电弧相互作用机理进行进一步深人研究。
‰磁专题综述ｒ蜉掳
激光一ＴＩＧ复合焊接热源机理 研究现状与进展
北京工业大学机电学院（１００１２４）
夏源宋永伦胡坤平杨晓红
摘要阐述了国内外关于激光一ｔＩ’ＩＧ复合热源焊接机理的研究现状，介绍了光谱诊断技术在激光一，ｎＧ复合
热源机理研究中的应用。建立了具有高时间分辨率的光谱分析系统，运用等离子体的光谱分析技术，分析了激光
７．１２ ２３．７
不同热源激发的发射光谱如图１所示，可以观测 到在单一脉冲激光、单一电弧、激光＋，Ｉ＇ＩＧ电弧状态下 Ａｌ谱线的展宽和位移变化，这样根据ｓｔａｒｋ展宽理论可 以得到等离子体电子密度。
ｏ ■
毒嚣
甚嚣 母】霹
－一‘ 附 ｌ。 兀。’叫 伊光棚Ｇ电弧
．ｊ过 盟．· 薹喜
皋
哭叫６电７
裁
、．兔乏．．
从２０世纪６０年代起，国外很多学者就开始利用 光谱分析法分别研究了电弧等离子体的物理参数如电 子密度、电子温度等，并在２０世纪８０年代开始把此种 方法应用于激光等离子体的研究。但把光谱分析法用 于激光一电弧复合热源机理研究的相关报道还比较 少。在激光一ｒＩ＇ＩＧ电弧复合热源焊接过程中，两种热源 的相互作用过程中等离子体物理参数的测量是揭示复 合机理的重要的方式。在研究中需要把传统的发射光 谱诊断方法和激光散射等测量方法结合起来，建立具 有高时空分辨率的光谱诊断系统。同时采用先进的光 谱仪来接收激光与电弧相互作用的光信号，并通过数 值计算，以获得等离子体的电子温度、电子密度等信 息，实现对非热平衡状态下激光一ＴＩＧ复合热源焊接过 程中各物理参数的精确观测和分析，从而指导焊接工 艺。 １．２国内研究现状
对于Ａｌ等离子体，选取Ａｌ Ｉ ３９４．４ ｎｍ谱线进行观 测，并根据Ａｌ谱线的Ｓｔａｒｋ展宽经验公式得到电子密 度如表ｌ所示。
衰１ 各种条件下电子密度平均值￣ｅ
热源形式
电子密度札／ｌＯ笠ｍ。
单一脉冲激光（氩气保护下）
１３２
单一，Ｉ＇ＩＧ电弧（钨极为正极５０ Ａ） 脉冲激光＋，１１Ｇ电弧（钨极为正极５０ Ａ）
同时，通过对激光与１’ＩＧ电弧复合等离子体中心 谱线的观测，如图２，发现单一电弧与脉冲激光＋１ｒＩＧ 电弧相比，Ａｒ谱线的展宽和位移并没有产生明显变化， 这个结果表明气体等离子体的电子密度和原子激发温 度并没有得到明显的提高；而这个过程中，金属等离子 体的电子密度与单一电弧相比得到了大幅度提高。由 此可以得出，在脉冲激光与，１１Ｇ电弧复合过程中，形成 了由金属等离子体和气体等离子体复合的二元等离子 体特殊结构。因此在这种状态下的复合等离子体中，
在对激光焊接的机理研究方面，北京航空航天大 学的苏彦东等人运用光谱分析法对大功率激光焊接光 致等离子体进行了研究。通过对铁原子及离子的三条 特征敏感谱线强度的测量，计算了光致等离子体温度 及电子密度，从而了解了等离子体粒子密度的变化。 研究结果表明，光致等离子体密度是影响焊接熔深的 重要因素之一。光致等离子体粒子密度较低时（电子
对于非类氢原子，谱线展宽属平方Ｓｔ盯ｋ展宽，在 此情况下，可以通过文献［１２］中提出的公式去求得电 子密度：
△Ａｌ／２＝２［１＋１．７５×１０—４札１／４ａ（１—０．０６８，ｌ。１／６ｔ－１／２）］
×１０—６埘Ⅳｅ
（１）
式中：△Ａ，庀为试验所测得的谱线半高全宽；ｔ为等离 子体的电子温度；札为电子密度（１０１６ ｃｍ。３）；ｔ￡，为电子 碰撞半宽度（１０～ｎｍ）；ａ为离子展宽参数。公式计算 所需的系数可以在文献［１３］中查到。
波长Ａ／ｎｍ 图１ ＡｌＩ ３９４．４ ｎｍ谱线对比
万方数据
试验还发现，激光与ｒＩ＇ＩＧ电弧复合的效果明显与 激光作用位置有关，当激光作用于电弧空间时，电子密 度为７．２０×１０２２ ｍ一，与单一，１１Ｇ电弧效果基本一致； 而当激光直接作用于熔池时，得到的电子密度为２．３７ ×１０２３ ｍ一，明显高于激光作用于氩保护气体的电弧等 离子体时的电子密度。这一现象表明激光与ｒ１１Ｇ电弧 的复合过程主要是金属熔池吸收了激光能量的结果。