當(dāng)前高能束流焊接被關(guān)注的主要領(lǐng)域是：①高能束流設(shè)備的大型化—功率大型化及可加工零件（乃至零件集成）的大型化。②新型設(shè)備的研制佳励，諸如休里，脈沖工作方式以及短波長激光器等。③設(shè)備的智能化以及加工的柔性化赃承。④束流品質(zhì)的提高及診斷妙黍。⑤束流悴侵、工件、工藝介質(zhì)相互作用機(jī)制的研究酷雌。⑥束流的復(fù)合灌滤。⑦新材料的焊接。⑧應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展游禽。

　　1誉芙、激光焊接的最新進(jìn)展

　　1.1 新型激光器

　　（1）直流板條式（DC Slab）CO2激光器植坝、（2） 二極管泵浦的YAG激光器尿笔、（3）CO激光器、（4）半導(dǎo)體激光器郑煌、（5）準(zhǔn)分子激光器临颈。

　　1.2 激光器功率的大型化、脈沖方式以及高質(zhì)量的光束模式

　　以美國PRC公司為例赦牧，幾年前巧糖，用于切割的CO2激光器功率主要是1500~2000W，而近期的主導(dǎo)產(chǎn)品是4000~6000W胳瑟，6000W可切割的不銹鋼厚度蜻蒋、碳鋼厚度分別為35 mm和40 mm。

　　1.3 設(shè)備的智能化及加工的柔性化

　　尤其是對YAG激光厢岂，由于可用光纖傳輸光督，給加工帶來了極大的方便。

　　其主要特點(diǎn)是：①一機(jī)多用塔粒。②采用一臺激光機(jī)可進(jìn)行多工位（可達(dá)6個）加工结借。③光纖長度最長可達(dá)60m。④開放式的控制接口卒茬。⑤具有遠(yuǎn)距離診斷功能船老。

　　1.4 束流的復(fù)合

　　最主要的是激光－電弧復(fù)合。深熔焊接時圃酵，熔池上方產(chǎn)生等離子體柳畔，復(fù)合加工時，激光產(chǎn)生的等離子體有利于電弧的穩(wěn)定郭赐；復(fù)合加工可提高加工效率薪韩；可提高焊接性差的材料諸如鋁合金、雙相鋼等的焊接性捌锭；可增加焊接的穩(wěn)定性和可靠性俘陷；通常，激光加絲焊是很敏感的，通過與電弧的復(fù)合颁膊，則變的容易而可靠停楞。

　　激光－電弧復(fù)合主要是激光與TIG、Plasma以及GMA艰吏。通過激光與電弧的相互影響欺垛，可克服每一種方法自身的不足，進(jìn)而產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)涣累。

　　GMA成本低隆鹤，使用填絲，適用性強(qiáng)蹦争，缺點(diǎn)是熔深淺汪请、焊速低、工件承受熱載荷大瑞捂。激光焊可形成深而窄的焊縫贸左，焊速高、熱輸入低酷麦，但投資高矿卑，對工件制備精度要求高，對鋁等材料的適應(yīng)性差沃饶。Laser-GMA的復(fù)合效應(yīng)表現(xiàn)在：電弧增加了對間隙的橋接性母廷，其原因有二：一是填充焊絲，二是電弧加熱范圍較寬糊肤；電弧功率決定焊縫頂部寬度琴昆；激光產(chǎn)生的等離子體減小了電弧引燃和維持的阻力，使電弧更穩(wěn)定馆揉；激光功率決定了焊縫的深度业舍；更進(jìn)一步講，復(fù)合導(dǎo)致了效率增加以及焊接適應(yīng)性的增強(qiáng)升酣。

　　從能量觀點(diǎn)看舷暮，激光電弧復(fù)合對焊接效率的提高十分顯著。這主要基于兩種效應(yīng)噩茄，一是較高的能量密度導(dǎo)致了較高的焊接速度脚牍；二是兩熱源相互作用的疊加效應(yīng)。

　　GMA巢墅、激光加絲和激光電弧復(fù)合三種方法焊接時線能量、焊縫斷面以及能量利用率的比較隆文。

　　Laser-TIG Hybrid可顯著增加焊速美卒，約為TIG焊接時的2倍；鎢極燒損也大大減小，壽命增加轿战；坡口夾角亦減小焊縫面積與激光焊時相近班卖。阿亨大學(xué)弗朗和費(fèi)激光技術(shù)學(xué)院研制了一種激光雙弧復(fù)合焊接，與激光單弧復(fù)合焊相比载蜓，焊接速度可增加約1/3呆纤，線能量減小25%。

　　英國Conventry大學(xué)現(xiàn)代連接中心亦有Laser-plasma復(fù)合焊接的報導(dǎo)肄绢。其優(yōu)點(diǎn)是：提高焊接速度和熔深屯片；由于電弧加熱，金屬溫度升高详毡，降低了金屬對激光的反射率床重，增加了對光能的吸收。在小功率CO2激光試驗基礎(chǔ)上耻陕，還要在12 000W CO2 激光以及光纖傳輸?shù)?kW YAG激光器上進(jìn)行拙徽，并為機(jī)器人進(jìn)行PALW打基礎(chǔ)。

　　1.5 鋁合金的激光焊接

　　鋁合金由于比強(qiáng)度高诗宣、抗腐蝕性好而得以廣泛應(yīng)用膘怕。CO2激光焊接鋁合金的困難主要在于高的反射率以及導(dǎo)熱性好，難以達(dá)到蒸發(fā)溫度召庞、難于誘導(dǎo)小孔的形成（尤其是對Mg含量比較小時）以及容易產(chǎn)生氣孔岛心。提高吸收率的措施除了表面化學(xué)改性（如陽極氧化）、表面鍍層裁眯、表面涂層等外鹉梨，也有用激光－TIG、激光－MIG的報道穿稳，其中MIG－DC electrode position方法由于表面的清理作用強(qiáng)和加絲的合金化作用效果為好存皂。

　　最近，比利時的L Cretteur和法國的S Marya對6061鋁合金進(jìn)行了混合氣和焊劑的CO2激光焊逢艘。在給定的試驗條件下表明：70%He+30%Ar旦袋、氣流方向與焊接方向相反時效果為好；針對穿透焊接時焊縫背面容易產(chǎn)生下垂缺陷它改，采用75% LiF+25%LiCl的焊劑物轮，起到了祛除氧化、改善熔化金屬與背面母材的接合引苇，使背面焊縫具有"上翹"效應(yīng)怖征，在較寬的參數(shù)區(qū)間內(nèi)形成了規(guī)整的焊道。對6061鋁合金的焊接表明牌鹊，焊縫強(qiáng)度可達(dá)到母材的90%视以。

　　1.6 激光熔覆

　　激光熔覆與其它表面改性方法相比，加熱速度快、熱輸入少购哺，變形極蟹鋈　；結(jié)合強(qiáng)度高人狞；稀釋率低芜田；改性層厚度可精確控制，定域性好欢礼、可達(dá)性好蜈沛、生產(chǎn)效率高。

　　激光熔覆除用于民品外黔攒，英趁啸、美等國也已用于航空機(jī)發(fā)動機(jī)Ni基渦輪葉片的耐熱、耐磨層的熔覆及修復(fù)督惰。

　　2不傅、電子束焊接和等離子弧焊接的最新進(jìn)展

　　國外電子束焊接發(fā)展可歸結(jié)為：超高能密度裝置研制、設(shè)備智能化柔性化赏胚、電子束流特性診斷访娶、束流與物質(zhì)作用機(jī)制研究以及非真空電子束焊設(shè)備及工藝的研究等。

　　在日本觉阅，加速電壓600kV崖疤、功率300kW的超高壓電子束焊機(jī)已問世，一次可焊200 mm的不銹鋼典勇，深寬比達(dá)70：1劫哼。

　　日、俄割笙、德開展了雙槍及填絲電子束焊技術(shù)的研究权烧。在對大厚度板第一次焊接的基礎(chǔ)上，通過第二次填絲來彌補(bǔ)頂部下凹或咬邊缺陷勉惋；日本采用雙搶實現(xiàn)了薄板的超高速焊接励邓，反面無飛濺，成形良好丧爸。

　　法國研制成功的雙金屬和三金屬薄帶材電子束焊接機(jī)也頗引人關(guān)注窟礼。

　　關(guān)于非真空電子束焊接，德國實現(xiàn)了母材為Al Mg0.4 Si1.2的旋轉(zhuǎn)件的填絲焊接带超，加絲材料為AlMg4.5Mn绰尖，送絲速度35m/min，焊接速度高達(dá)60m/min昨宋。該研究在斯圖加特大學(xué)的25kW電子束焊機(jī)上完成吹磕。

　　非真空電子束焊接在汽車制造領(lǐng)域一直倍受重視组救。例如，手動變速器中同步環(huán)與齒輪的非真空電子束焊接胚高，生產(chǎn)率已超過500件/小時。

　　最近缔直，德國和波蘭的學(xué)者共同研制了真空電子束焊接時安裝于真空室中的非接觸測溫裝置抛虏，測量點(diǎn)最小直徑1.8 mm，主要用于陶瓷和硬質(zhì)合金的釬焊套才，該裝置可排除隨機(jī)的熱流的干擾迂猴，測量精度高。

　　在等離子弧焊接方面背伴，變極性等離子弧焊以及鋁合金穿孔等離子立焊是關(guān)注點(diǎn)之一沸毁。

　　3、國內(nèi)高能束流焊接現(xiàn)狀

　　在國內(nèi)傻寂，高能束流焊接越來越引起更多相關(guān)人士諸如焊接息尺、物理、激光疾掰、材料搂誉、機(jī)床、計算機(jī)等工作者的關(guān)注静檬。國內(nèi)在設(shè)備水平上炭懊，與國外有一定差距，但在工藝研究上拂檩，水平則較為接近侮腹，甚至在某些方面還有自己的特色。

　　3.1 激光焊接

　　在設(shè)備生產(chǎn)與研究上夭蒜，主要生產(chǎn)千瓦級的CO2激光設(shè)備和1千瓦以下的固體YAG激光設(shè)備栋灿。

　　國內(nèi)對激光焊接研究主要集中在激光焊接等離子體形成機(jī)理、特性分析周矢、檢測锣石、控制、深熔激光焊接模擬沟赏、激光-電弧復(fù)合熱源的應(yīng)用浆酝、激光堆焊等。清華大學(xué)從聲和電的角度提钟，分析了熔透狀態(tài)的聲信號和爽，提出了激光焊接等離子體的等效電路及電特性數(shù)學(xué)模型；在抑制等離子體的負(fù)面效應(yīng)方面锻转，清華大學(xué)張旭東儡簿、陳武柱等提出了側(cè)吸法晨墓；國家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心的肖榮詩、左鐵釧提出了雙層內(nèi)外圓管吹送異種氣體法侍瑟；西北工業(yè)大學(xué)的劉金合提出了外加磁場法唐片。

　　3.2 電子束焊接

　　我國自行研制電子束焊機(jī)始于1960年代，至今已研制生產(chǎn)出不同類型和功能的電子束焊機(jī)上百臺涨颜，并形成了一支研制生產(chǎn)的技術(shù)隊伍费韭，能為國內(nèi)市場提供小功率的電子束焊機(jī)。

　　近年來庭瑰，出現(xiàn)了關(guān)鍵部件（電子槍星持，高壓電源等）引進(jìn)、其它部件國內(nèi)配套的引進(jìn)方式弹灭，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備既保持了較高的技術(shù)水平督暂，又能大大降低成本，同時還能對用戶提供較完善的售后服務(wù)穷吮。

　　目前逻翁，以科學(xué)院電工所的EBW系列為代表的汽車齒輪專用電子束焊機(jī)占據(jù)了國內(nèi)汽車齒輪電子束焊接的主要市場份額；我國的中小功率電子束焊機(jī)已接近或趕上國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平酒来，而價格僅為國外同類產(chǎn)品的1/4左右卢未，有明顯的性能價格比優(yōu)勢。

　　在機(jī)理及工藝研究上详鲜，北京航空工藝研究所躏宗、北京航空航天大學(xué)、天津大學(xué)丹蛀、上海交通大學(xué)根爆、西北工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)電工所春陆、桂林電器科學(xué)研究所英鸵、西安航空發(fā)動機(jī)公司、航天材料及工藝研究所開展的工作涉及熔池小孔動力學(xué)怠写、電子束釬焊酿边、接頭疲勞裂紋擴(kuò)展行為、接頭殘余應(yīng)力竟恩、填絲焊接恶恨、局部真空焊接時的焊縫軌跡示教等。

　　3.3 等離子弧焊接

　　在等離子弧焊設(shè)備方面伸坑，西北工業(yè)大學(xué)開展了脈動等離子噴焊技術(shù)研究痴猖，通過在工件和噴槍陽極（噴嘴）間接入高頻的IGBT無觸點(diǎn)開關(guān)，成功地實現(xiàn)了轉(zhuǎn)移弧和非轉(zhuǎn)移弧的高頻交替工作念脯，實現(xiàn)了單一電源下的等離子噴焊狞洋。西安交通大學(xué)開展了適宜于Al弯淘、Mg及其合金的變極性等離子弧焊設(shè)備的研究，主弧的正吉懊、負(fù)半波分別由兩臺直流電源供電庐橙，對工件（鋁）實現(xiàn)了變極性焊接，它不僅使電弧穩(wěn)定借嗽，而且還有可靠的陰極清理作用怕午。北京航空工藝研究所開展了脈沖等離子弧焊的"一脈一孔"的工藝研究；在穿孔等離子弧焊小孔特征及行為檢測方面淹魄，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空工藝研究所以及清華大學(xué)分別通過光譜信息堡距、電弧電壓和電流的頻譜分析甲锡，檢測小孔的建立、閉合以及小孔尺寸羽戒；天津大學(xué)的王惜寶缤沦、張文鉞分析了等離子弧粉末堆焊時粉末在轉(zhuǎn)移弧中的輸運(yùn)行為及其主要影響因素，計算了鐵基合金粉末和碳化硼粉末巷况、不同參數(shù)下在弧柱中的輸運(yùn)速度分布及沿弧柱橫截面上的粉通量分布赎冶。在重要的應(yīng)用方面，西安航空發(fā)動機(jī)公司利用自制的電源設(shè)備配以進(jìn)口的等離子焊槍诵捏，實現(xiàn)了某航空發(fā)動機(jī)工藝的改進(jìn)幌舍。

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