目前，激光加工用激光多處于紅外波段。根據(jù)材料吸收激光能量而產(chǎn)生的溫度升高，可以把激光與材料相互作用過程分為如下幾個(gè)階段： 一、無熱或基本光學(xué)階段 從微觀上來說，激光是高簡并度的光子，當(dāng)它的功率密度很低時(shí)，絕大部分的入射光子被材料中電子彈性散射，這個(gè)階段主要物理過程為反射、透射和吸收。由于吸收熱很低，不能用于一般的熱加工，主要研究內(nèi)容屬于基本學(xué)學(xué)范圍。 二、相變點(diǎn)以下加熱階段（T小于Ts） 這里T是加工熱溫度，Ts 為相變點(diǎn)溫度。當(dāng)入射激光強(qiáng)度提高時(shí)，入射光子與金屬中電子產(chǎn)生非彈性散射，電子通過“逆韌致輻射效應(yīng)”從光子獲取能量。處于受激態(tài)的電子與聲子相互作用，把能量傳給聲子，激發(fā)強(qiáng)烈的晶格自振動(dòng)，從而使材料加熱。當(dāng)溫度低于相變點(diǎn)時(shí)，材料不發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。從宏觀上看，這個(gè)階段激光與材料相互作用的主要物理過程是傳熱。 三、在相變點(diǎn)以上，但低于熔點(diǎn)加熱階段 這個(gè)階段為材料固態(tài)相變，存在傳熱和質(zhì)量傳遞物理過程。主要工藝為激光相變硬化，主要研究激光工藝參數(shù)與材料特性對(duì)硬化的影響。 四、在熔點(diǎn)以上，但低于汽化點(diǎn)加熱階段 激光使材料熔化，形成熔池，熔池外主要是傳熱。熔池內(nèi)存在三種物理過程：傳熱、對(duì)流和傳質(zhì)。主要工藝為激光熔凝處理，激光熔覆、激光合金化和激光傳導(dǎo)焊接 五、在汽化點(diǎn)以上加熱階段 出現(xiàn)等離子體現(xiàn)象。激光使材料汽化，形成等離子體，這在激光深熔焊接中是經(jīng)常出到的現(xiàn)象，利用等離子體反沖效應(yīng)，事可以對(duì)材料進(jìn)行沖擊硬化。隨著數(shù)字化技術(shù)日益成熟，代表處動(dòng)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)了先進(jìn)焊接特別是焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。汽車及零部件的制造對(duì)焊接的自動(dòng)化程度要求日新月異。我國焊接產(chǎn)業(yè)逐步走向“高效、自動(dòng)化、智能化”。我國的焊接自動(dòng)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(gè)行業(yè)推廣自動(dòng)焊的基礎(chǔ)焊接方式——?dú)怏w保護(hù)焊，來取代傳統(tǒng)的手工電弧焊，已初見成效。可以預(yù)計(jì)在未來，國內(nèi)自動(dòng)化焊接技術(shù)將以前所未有的速度發(fā)展。 高效、自動(dòng)化焊接技術(shù)的現(xiàn)狀 20世紀(jì)90年代，我國焊接界把實(shí)現(xiàn)焊接過程的機(jī)械化、自動(dòng)化作為戰(zhàn)略目標(biāo)，已經(jīng)在職各行業(yè)的科技發(fā)展中付諸實(shí)施，在發(fā)展焊接生產(chǎn)自動(dòng)化，研究和開發(fā)焊接生產(chǎn)線及柔性制造技術(shù)，發(fā)展應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造；其中藥芯焊絲的增長幅度明顯加大，在未來20年內(nèi)會(huì)超過實(shí)芯焊絲，最終將成為焊接中心的主導(dǎo)產(chǎn)品。 焊接自動(dòng)化技術(shù)的展望 電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)微電子住處和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。特別是數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)和信息處理技術(shù)等單元技術(shù)的引入，促進(jìn)了焊接自動(dòng)化技術(shù)革命性的發(fā)展。 （1）焊接過程控制系統(tǒng)的智能化是焊接自動(dòng)化的核心問題之一，也是未來開展研究的重要方向。應(yīng)開展最佳控制方法方面的研究，包括線性和各種非線性控制。最具代表性的是焊接過程的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，以及專家系統(tǒng)的研究。 �。�2）焊接柔性化技術(shù)也是著力研究的內(nèi)容。在未來的研究中，將各種光、機(jī)、電技術(shù)與焊接技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)焊接的精確化和柔性化。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(dòng)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，是當(dāng)前的一個(gè)研究方向；另外，焊接機(jī)器人與專家系統(tǒng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)路徑規(guī)劃、自動(dòng)校正軌跡、自動(dòng)控制熔深等功能是研究的重點(diǎn)。 �。�3）焊接控制系統(tǒng)的集成是人與技術(shù)的集成和焊接技術(shù)與信息技術(shù)的集成。集成系統(tǒng)中信息流和物質(zhì)流是其重要的組成部分，促進(jìn)其有機(jī)地結(jié)合，可大大降低信息量和實(shí)時(shí)控制的要求。注意發(fā)揮人在控制和臨機(jī)處理的響應(yīng)和判斷能力，建立人機(jī)圣誕的友好界面，使人和自動(dòng)系統(tǒng)和諧統(tǒng)一，是集成系統(tǒng)的不可低估的因素。 �。�4）提高焊接電源的可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定性和控制，以及優(yōu)良的動(dòng)感性，也是著重研究的課題。開發(fā)研制具有調(diào)節(jié)電弧運(yùn)動(dòng)、送絲和焊槍姿態(tài)，能探測焊縫坡開頭、溫度場、熔池狀態(tài)、熔透情況，適時(shí)提供焊接規(guī)范參數(shù)的高性能焊機(jī)，并應(yīng)積極開發(fā)焊接過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。使焊接技術(shù)由“技藝”向“科學(xué)”演變輥實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的一個(gè)重要方面。本世紀(jì)頭十年，將是焊接行業(yè)飛速發(fā)展的有利時(shí)期。我們廣大焊接工作者任重而道遠(yuǎn)，務(wù)必樹立知難而上的決心。抓住機(jī)遇，為我國焊接自動(dòng)化水平的提高而努力奮斗。
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