焊接柔性化技術(shù)也是我們著力研究的內(nèi)容。在未來的研究中,我們將各種光、機(jī)、電技術(shù)與焊接技術(shù)有機(jī)結(jié)合,以實現(xiàn)焊接的化和柔性化。用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)焊接工藝裝備,是提高焊接自動化水平淡的根本途徑。將數(shù)控技術(shù)配以各類焊接機(jī)械設(shè)備,以提高其柔性化水平,是我們當(dāng)前的一個研究方向;另外,焊接機(jī)器人與系統(tǒng)的結(jié)合,實現(xiàn)自動路徑規(guī)劃、自動校正軌跡、自動控制熔深等功能,是我們研究的。
隨著數(shù)字化技術(shù)日益成熟,代表處動地接技術(shù)的數(shù)字焊機(jī)、數(shù)字化控制技術(shù)業(yè)已穩(wěn)步進(jìn)入市場。三峽工程、西氣東輸工程、航天工程、船舶工程等國家大型基礎(chǔ)工程,有效地促進(jìn)了焊接特別是焊接自動化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。汽車及零部件的制造對焊接的自動化程度要求日新月異。我國焊接產(chǎn)業(yè)逐步走向“、自動化、智能化”。我國的焊接自動化率還不足30%,同發(fā)達(dá)工業(yè)國家的80%差距甚遠(yuǎn)。從20世紀(jì)未國家逐漸在各個行業(yè)推廣自動焊的基礎(chǔ)焊接方式——氣體保護(hù)焊,來取代傳統(tǒng)的手工電弧焊,已初見成效??梢灶A(yù)計在未來,國內(nèi)自動化焊接技術(shù)將以的速度發(fā)展。
在20世界70年代以前,由于高功率連續(xù)波形(CW)激光器尚未開發(fā)出來,所以研究集中在脈沖激光焊接(PW)上。早期的激光焊接研究實驗大多數(shù)是利用紅寶石脈沖激光器,1ms脈沖典型的峰值輸出功率Pm為5KW左右,脈沖能量為1~5J,脈沖頻率就小于等于1赫茲。當(dāng)時雖然能夠活的較高的脈沖能量,但這些激光器的平均輸出功率P卻相當(dāng)?shù)?,這主要是由激光器很低的工作效率和發(fā)光物質(zhì)的受激性狀決定。激光器由于具有較高的平均功率,在它出現(xiàn)之后很快就成為點焊和縫焊的優(yōu)選設(shè)備,其焊接過程是通過焊點搭接而進(jìn)行的,直到1KW以上的連續(xù)功率波形激光器誕生以后具有真正意義的激光縫焊才得以實現(xiàn)。
激光焊接機(jī)的自動化程度高焊接工藝流程簡單。非接觸式的操作方法能夠達(dá)到潔凈、環(huán)保的要求。采用激光焊接機(jī)加工工件能夠提高工作效率,成品工件外觀美觀、焊縫小、焊接深度大、焊接質(zhì)量高。
激光焊接機(jī)廣泛應(yīng)用于牙科義齒的加工,鍵盤焊接,矽鋼片焊接,傳感器焊接,電池密封蓋的焊接等等方面。但激光焊接機(jī)的成本較高,對工件裝配的精度要求也較高,在這些方面仍有局限性。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,許多工業(yè)技術(shù)上對材料特殊要求,應(yīng)用冶鑄方法制造的材料已不能滿足需要。由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造優(yōu)點,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,它與其它零件的連接問題顯得日益,使粉末冶金材料的應(yīng)用受到限制。
在八十年代初期,激光焊以其特的優(yōu)點進(jìn)入粉末冶金材料加工領(lǐng)域,為粉末冶金材料的應(yīng)用開辟了新的前景,如采用粉末冶金材料連接中常用的釬焊的方法焊接金剛石,由于結(jié)合強(qiáng)度低,熱影響區(qū)寬特別是不能適應(yīng)高溫及強(qiáng)度要求高而引起釬料熔化脫落,采用激光焊接可以提高焊接強(qiáng)度以及耐高溫性能。
激光拼焊技術(shù)在國外轎車制造中得到廣泛應(yīng)用,據(jù)統(tǒng)計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)引進(jìn)車型也采用一些剪裁坯板結(jié)構(gòu)。日本以CO2激光焊代替閃光對焊進(jìn)行制鋼業(yè)軋鋼卷材的連接,在超薄板焊接的研究,如板厚100微米以下的箔片,無法熔焊,但通過有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以成功,顯示激光焊的廣闊前途。日本還在世界上成功開發(fā)將YAG激光焊用于核反應(yīng)堆中蒸氣發(fā)生器細(xì)管的維修等,在國內(nèi)還進(jìn)行齒輪激光焊接技術(shù)。
因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高,容易蒸發(fā)成孔。離開激光焦點的各平面上,功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種:正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論,當(dāng)正負(fù)離焦平面與焊接平面距離相等時,所對應(yīng)平面上功率密度近似相同,但實際上所獲得的熔池形狀不同。負(fù)離焦時,可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過程有關(guān)。