优秀技术工人百工百法丛书：陈久友工作法：轻量化金属构件高性能激光焊接

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第一讲 激光焊接技术原理 及常用工艺方法 焊接是通过加热或加压，或者两者并用，以及用或 不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。 半个多世纪以来，随着物理、化学、机械、材料科学、 电子、计算机等各类学科的发展进步，焊接技术也取得 了令人瞩目的进展，成为现代制造业中不可或缺的基本 制造技术之一。历史上每种热源的出现，包括火焰、电 弧、电阻热、摩擦热、等离子弧、电子束、激光、超声 波、微波等，都伴随着新的焊接方法的出现并推动了焊 接技术的发展。激光焊接（Laser Beam Welding，LBW ）自 20 世纪 60 年代问世后，受到世界各国高度重视 ，发展迅速，产生了良好的经济效益和社会效益，成为 焊接技术的重要方向，并成为航天工程领域结构件焊接 成形的重要方法之一。本工作法就激光焊接技术在航天 工程 领域典型构件中的应用展开论述。 一、激光焊接的技术原理与分类 1. 激光焊接的技术原理 激光焊接的技术原理为以聚焦的、高能量密度的激 光束作为热源轰击焊件接缝处，使焊件局部熔化形成熔 池，焊接热源不断向前移动，熔池也随之向前移动，熔 池后部则不断凝固形成焊缝，如图 1 所示。激光焊接 在航天领域主要适用于铝合金、钛合金、高温合金、金 属间化合物等材料的焊接，其焊接厚度为 0~10mm，焊 缝性能优异，适合复杂异型钣焊结构，焊接变形小。 其优点有： （1）能量密度高，热输入低，焊接变形小，热影 响区窄，特别适宜于精密焊接和微细焊接。 （2）穿透力强，目前深宽比可达 12 ：1，一次焊 接厚度在 10mm 以上。 （3）适宜于难熔金属、热敏感性强金属以及热物 理性能差异悬殊工件间的焊接。 （4）易实现自动化、智能化焊接，提高焊接效率 和质量。 （5）不需真空室，不产生 X 射线，观察以及对中 方便。如图 2 所示。 总之，与其他焊接方式相比，激光焊接具有能量密 度高、深宽比大、热影响区窄、焊缝成形美观的优点。 此外，激光焊接设备操作灵活度高，焊接速度快，生产 效率高，经济性良好，容易实现自动化、智能化控制， 在航天领域无论是研制还是批量化生产都具有很高的技 术优势。因此，激光焊接技术成为目前航天领域结构件 高精度焊接的重要焊接方法。其缺点是焊接厚度受限制 。