握激光的能源特性。
1．功率密度 2．吸收率 3．离焦量
（二）、脉冲激光焊工艺及参数
脉冲激光焊时，每个激光脉冲在金属上形成一个焊点。焊件是由点焊或由点焊搭接成的缝焊方式实现连接的。由于其加热斑点很小，因而主要用于微型、精密元件和一些微电子元件的焊接。
1．接头形式
脉冲激光焊加热斑点微小(约微米数量级)，因而用于薄片(０.1mm厚)、薄膜(几微米至几十微米)和金属丝(直径可小至０.02mm)的焊接。如果使焊点重合，还可以进行一些零件的封装焊。脉冲激光焊的几种类型的焊接接头见图2-12。
2．脉冲激光焊工艺参数 （1）脉冲能量和脉冲宽度 （2） 功率密度Pd
搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，简称FSW）是基于摩擦焊技术的基本原理，由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明的一种新型固相连接技术[ 2~5 ]。与常规摩擦焊相比，其不受轴类零件的限制，可进行板材的对接、搭接、角接及全位臵焊接。与传统的熔化焊方法相比，搅拌摩擦焊接头不会产生与熔化有关的如裂纹、气孔及合金元素的烧损等焊接缺陷；焊接过程中不需要填充材料和保护气体，使得以往通过传统熔焊方法无法实现焊接的材料通过搅拌摩擦焊技术得以实现连接；焊接前无须进行复杂的预处理，焊接后残余应力和变形小；焊接时无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低；因而，搅拌摩擦焊是一种经济、高效、高质量的“绿色”焊接技术， 被誉为“继激光焊后又一次革命性的焊接技术”。
目前，搅拌摩擦焊技术已在飞机制造、机车车辆和船舶制造等领域得到广泛的应用，主要用于铝铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、铅、锌等有色金属材料的焊接，黑色金属如钢材等的焊接也已成功实现。
一 搅拌摩擦焊的焊接过程及特点 （一）、搅拌摩擦焊焊接过程
搅拌摩擦焊是利用摩擦热作为焊接热源的一种固相连接方法，但与常规摩擦焊有所不同。在进行搅拌摩擦焊接时，首先将焊件牢牢地固定在工作平台上，然后，搅拌焊头高速旋转并将搅拌焊针插入焊件的接缝处，直至搅拌焊头的肩部与焊件表面紧密接触，搅拌焊针高速旋转与其周围母材摩擦产生的热量和搅拌焊头的肩部与焊件表面摩擦产生的热量共同作用，使接缝处材料温度升高而软化，同时，搅拌焊头边旋转边沿着接缝与焊件作相对运动，搅拌焊头前面的材料发生强烈的塑性变形。随着搅拌焊头向前移动，前沿高度塑性变形的材料被挤压到搅拌焊头的背后。在搅拌头轴肩与焊件表层摩擦产热和锻压共同作用下，形成致密的固相连接接头。搅拌摩擦焊接过程如图4-18所示。
（二）、搅拌摩擦焊的特点
与传统摩擦焊及其他焊接方法相比，搅拌摩擦焊有以下优点：
1. 焊接接头质量高，不易产生缺陷。焊缝是在塑性状态下受挤压完成的，属于固相焊接，因而其接头不会产生与凝固冶金有关的一些如裂纹、气孔以及合金元素的烧损等焊接缺陷和脆化现象，适于焊接铝、铜、铅、钛、锌、镁等有色金属及其合金以及钢铁材料、复合材料等，也可用于异种材料的连接。
2．不受轴类零件的限制，可进行平板的对接和搭接，可焊接直焊缝、角焊缝及环焊缝，可进行大型框架结构及大型筒体制造、大型平板对接等，扩大了应用范围。
3．易于实现机械化、自动化，质量比较稳定，重复性高。搅拌摩擦焊工艺参数少，焊接设备简单，容易实现自动化，从而使焊接操作十分简便，焊机运行和焊接质量的可靠性大大提高。
4．焊接成本较低，效率高。无须填充材料、保护气体，焊前无须对焊件表面预处理，焊接过程中无须施加保护措施。厚焊接件边缘不用加工坡口。焊接铝材工件不用去氧化膜，只需去除油污即可。对接时允许留一定间隙，不苛求装配精度。
5．焊接变形小，焊件尺寸精度较高。由于搅拌摩擦焊为固相焊接，其加热过程具有能量密度高、热输入速度快等特点，因而焊接变形小，焊后残余应力小。在保证焊接设备具有足够大的刚度、焊件装配定位精确以及严格控制焊接参数的条件下，焊件的尺寸精度高。
6．绿色焊接。焊接过程中无弧光辐射、烟尘和飞溅，噪音低，因而搅拌摩擦焊是一种高质量、低成本的“绿色焊接方法”。
同时，搅拌摩擦焊也存在一些不足，主要表现在：
1．焊接工具的设计、过程参数及力学性能只对较小范围、一定厚度的合金适用。 2．搅拌焊头的磨损相对较高。 3．目前焊接速度不高。
4．需要特定的夹具，设备的灵活性差。 二 搅拌摩擦焊工艺 （一）、搅拌摩擦焊接头形式
搅拌摩擦焊可以实现棒材一棒材、管材一管材、板材一板材的可靠连接，接头形式可以设计为对接、搭接、角接及T形接头，可进行环形、圆形、非线性和立体焊缝的焊接。由于重力对这种固相焊接方法没有影响，搅拌摩擦焊可以用于全位臵焊接，如横焊、立焊、仰焊、环形轨道自动焊等。焊前不需要进行表面处理。由于搅拌摩擦焊接过程自身特性，可以将氧化膜破碎、挤出。
搅拌摩擦焊已经成功地焊接了宇宙飞行器铝合金燃料箱的纵向对接焊缝和环形搭接焊缝。
（二）、搅拌摩擦焊的热输入与焊接参数
在搅拌摩擦焊接过程中，搅拌焊针高速旋转并插入焊件，随即在焊接压力的作用下，轴肩与焊件表面接触，于是在轴肩与焊件材料上表面及搅拌针与接合面间产生大量的摩擦热，同时，搅拌针附近材料发生塑性变形和流体流动从而导致形变产热，其中摩擦热是焊接产热的主体。随着搅拌焊头沿焊缝方向行走，这些热量对焊缝及焊缝附近的母材施以热循环作用，导致材料中沉淀相的溶解、焊缝和热影响区发生较大程度的软化搅拌摩擦焊本质上是以摩擦热作为焊接热源的焊接方法，所以热输入是影响焊接质量的直接、关键因素。
（三）搅拌摩擦焊参数的选择
搅拌摩擦焊接参数主要包括焊接速度（搅拌焊头沿焊缝方向的行走速度）、搅拌焊头转速、焊接压力、搅拌头倾角、搅拌头插入速度和保持时间等。
弧焊机器人
一、弧焊机器人系统的构成
弧焊机器人可以被应用在所有电弧焊、切割技术范围及类似的工艺方法中。最常用的应用范围是结构钢和CrNi钢的熔化极活性气体保护焊(CO2气体保护焊、MAG焊)，铝及特殊合金熔化极惰性气体保护焊(MIG)，CrNi钢和铝的加冷丝和不加冷丝的钨极惰性气体保护焊(TIG)以及埋弧焊。除气割，等离子弧切割及等离子弧喷涂外还实现了在激光切割上应用。
图1是一套完整的弧焊机器人系统，它包括机器人机械手、控制系统，焊接装臵、焊件夹持装臵。夹持装臵上有二
组可以轮番进入机器人工作范围的旋转工作台。
1.弧焊机器人选择
弧焊用的工业机器人通常有五个自由度以上，具有六个自由度的机器人可以保证焊枪的任意空间轨迹和姿态．点至点方式移动速度可达60m／min以上，其轨迹重复精度可达到土0.2mm，它们可以通过示教和再现方式或通过编程方式工作。这种焊接机器人应具有直线的及环形内插法摆动的功能，如图2的六种摆动方式，以满足焊接工艺要求。机器人的负荷为5kg。
图1 弧焊机器人系统
图2 弧焊机器人摆动方式
弧焊机器人的控制系统不仅要保证机器人的精确运动，而且要具有可扩充性，以控制周边设备，确保焊接工艺的实施。图10-21是一台典型的弧焊机、器人控制系统的计算机硬件框图。控制计算机由8086CPU做管理用中央处理单元，8087协处理器进行运动轨迹计算，每四个电机由一个8086CPU进行伺服控制．
通过串行I／O接口与上一级管理计算机通讯。采用数字量I／O和模拟量I／O控制焊接电源和周边设备。该计算机系统具有传感器信息处理的专用CPU (8085)，微计算机具有384kROM和64kRAM，以及512K磁泡的内存。示教盒与总线采用DMA方式/(直接存贮器访问方式)交换信息，并有公用内存64K。
2．弧焊机器人周边设备
弧焊机器人只是焊接机器人系统的一部分，还应有行走机构及小型和大型移动机架。通过这些机构来扩大工业机器人的工作范围，同时还具有各种用于接受，固定及定位工件的转胎，定位装臵及夹具。
在最常见的结构中，工业机器人固定于基座上，工件转胎则安装于其工作范围内。 为了更经济地使用工业机器人，至少应有两个工位轮番进行焊接。
所有这些周边设备其技术指标均应适应弧焊机器人的要求．即确保工件上的焊缝的到位精度达到土0.2mm．以往的周边设备都达不到机器人的要求。为了适应弧焊机器人的发展，新型的周边设备由专门的工进行生产．
鉴于工业机器人本身及转胎的基本构件已经实现标准化。所以，用于每种工件装卡、夹紧、定位及固定的工具必须重新设计．这种工具既有简单的，用手动夹紧杠杆操作设备，也有极复杂的全自动液压或气动夹紧系统，必须特别注意工件上焊缝的可接近性。
根据转胎及工具的复杂性，机器人控制与外围设备之间的信号交换是相当不同的，这一信号交换对于工作的安全性有很大意义。 3．焊接设备
用于工业机器人的焊接电源及送丝设备，由于参数选择，必须由机器人控制器直接控制。为此，一般至少通过两个给定电压达到上述目的。在复杂的过程时，例如脉冲电弧焊或填丝钨极惰性气体保护焊时，可能需要2~5个给定电压。电源在其功率和接通持续时间上必须与自动过程相符合，必须安全地引燃，并无故障地工作。
使用最多的焊接电源是可控硅整流电源。近年的晶体管脉冲电源对于工业机器人电弧焊具有特殊的意义。这种晶体管脉冲电源无论是模拟的或脉冲式的，通过其脉冲频率的无级调节，在结构钢。CrNi钢及铝焊接时都能保证实现接近无飞溅的焊接。与采用普通电源相比，可以使用更大直径的焊丝，其熔敷效率更高。有很多焊接设备制造厂为工业机器人设计了工业机器人专用焊接电源，采用微处理机控制，以便与工业机器人控制系统交换信号。
送丝系统必须保证恒定送丝。送丝系统应设计成具有足够的功率，并能调节送丝速度。为了机器人的自由移动，必须采用软管，但软管应尽量短。在工业机器人电弧焊时，由于焊接持续时间长，经常采用水冷式焊枪，焊枪与机器人末端的联接处应便于更换，并需有柔性的环节或制动保护环节，防止示教和焊接时与工件或周围物件碰撞影响机器人的寿命。图9-24为焊枪与机器人联接的一个例子，在装卡焊枪时应注意焊枪伸出的焊丝端部的位臵应符合机器人使用说明书所规定的位臵，否则示教再 现后焊枪的位臵和姿态将产生偏差。
4.控制系统与外围设备的连接
工业控制系统不仅要拄制机器人机械手的运动，还需控制外围设备的动作，开启、切断以及安全防护。图9-25是典型的控制框图。
控制系统与所有设备的通讯信号有数字量信号和模拟量信号。控制柜与外围设备用模拟信号联系的有焊接电源，送丝机构，以及操作机(包括夹具、变位器等)。这些设备