神奇的金屬縫紉術

焊接高級技師，上海外高橋造船廠薄板智能車間激光線班組長，中國船舶行業首批激光復合焊工藝開發團隊成員。

巧克力融化實驗

在陽光明媚的周末，同學們可以在父母的陪同下，做一個有趣的小實驗：拿出一面放大鏡，將陽光聚焦到一塊巧克力上。不一會兒，巧克力就如同被施了魔法一般，開始緩緩融化。這一看似平常的現象背后，實則蘊含著一個光學原理一—能量聚焦。而在工業領域，也有一種巧妙運用能量聚焦原理的焊接技術，它就是激光焊接技術。這一技術不僅革新了制造業，還悄然改變著我們的生活。

焊接的蛻變之路

焊接技術的歷史源遠流長，可追溯到幾千年前。商周時期，工匠們便掌握了鑄焊技術，用以打造青銅器。西漢時期，人們借助鍛焊工藝，制造出堅固的車馬配件。隨著工業革命的到來，現代焊接技術層出不窮，從火焰釬焊到電弧焊，再到自動焊接，焊接技術不斷更新迭代。

即便如此，現代常規的焊接技術還存在著一定的弊端。以鎢極氬弧焊為例，這一工藝在處理鈦合金和鎳基合金這類航空航天常用材料時，存在氣孔、脆化、熱裂紋等先天性缺陷。其熱影響面積大的特性，容易導致焊接接頭的組織和性能變化。而且，由于難以精確地控制熱量傳遞，焊縫尺寸精度和一致性也難以保障。在制造火箭發動機燃燒室這類對焊縫密封性、強度要求極高的部件時，現代常規的工藝很難將誤差控制在極小的范圍內。這不僅增加了部件在極端工況下的安全風險，還極大地限制了航空航天器的輕量化設計和性能提升，難以滿足現代航天探索和高端制造業對材料及工藝的嚴苛要求。

為突破這些難題，科研人員研發出激光復合焊技術。這種技術將激光焊和電弧焊有機結合，使兩種技術優勢互補，顯著提升了焊接質量，推動焊接技術邁向更高水平。

工作原理大揭秘

當激光復合焊作業時，激光束率先以極高的能量密度作用于焊件表面。在極短的時間內，焊件表面材料迅速吸收激光能量，溫度急劇上升，瞬間形成一個深而窄的小孔，即“匙孔”。此時，電弧迅速介入，為焊接區域提供額外的熱量，并輸送填充材料。電弧釋放的熱量進一步熔化填充材料與焊件邊緣，使其融合。這一過程極大地增強了焊接過程的穩定性，填充材料的加入也有效避免了焊縫氣孔等缺陷。相比單一的激光焊，激光復合焊的焊接速度大幅提升，對不同裝配精度的焊件適應性更強，適用范圍進一步擴大。

這就好比兩人接力完成復雜任務，激光負責打開局面，電弧負責后續保障，二者緊密配合，高效完成焊接工作。

激光復合焊焊縫

激光復合焊的神奇優勢

激光復合焊在多個領域展現出卓越的性能。在汽車制造車間，激光復合焊的應用大幅提升了車身的焊接質量。它能夠使車身結構更加牢固，在遭遇碰撞時，車身能有效吸收和分散能量，為車內人員提供可靠的安全保障。同時，這種焊接方式還能減輕車身質量，提高汽車的燃油效率。以一輛普通家用汽車為例，采用激光復合焊后，車身質量可減輕約 10% ，油耗降低約 5% 。

在航空航天領域，激光復合焊更是大顯身手。航空發動機的葉片制造對精度和強度要求極高，現代常規的焊接方法難以滿足。激光復合焊憑借其高精度和高穩定性，能夠完美地焊接各種復雜形狀的葉片，確保發動機的高效運行。不僅如此，激光復合焊還減少了焊接過程中的熱變形，降低了廢品率，為航空航天企業節省了大量成本。

你知道嗎？像海上夢幻城堡一樣的“愛達·魔都號”郵輪，還有馬上要下水的“愛達·花城號”郵輪，它們足足有16層甲板，居然都用到了超厲害的激光復合焊接工藝！

生活品質的隱形助理

激光復合焊的應用早已不局限于工業領域，它正悄然走進我們的日常生活。比如家里的不銹鋼廚具，很多都是通過激光復合焊制造而成的。這種焊接工藝讓廚具的焊縫更加美觀、牢固，不易出現滲漏。在電子產品領域，激光復合焊能夠實現微小部件的精準焊接，保障設備的性能穩定。

激光復合焊不僅是一項先進的技術，還是推動社會進步的重要力量。相信在不久的將來，這項神奇的技術會在更多領域得到應用，給我們的生活帶來更多驚喜。

想一想

大家可以用吹風機和放大鏡分別去加熱塑料瓶，觀察從能量分散到能量集中給塑料瓶帶來的形狀變化。