近日，德國的研究人員揭示了一種新型的激光焊接技術，該技術不再需要填充金屬線，並且能夠為電動車、航空航天油箱以及重型鋼結構提供更強固且無裂紋的焊接接頭。這項技術由德累斯頓的弗勞恩霍夫材料及束技術研究所（Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS）開發，運用動態束形技術來控制熔池，降低孔隙率並穩定焊接品質。根據該研究所連接部門負責人阿克塞爾·揚（Axel Jahn）的說法，即使是最具挑戰性的焊接任務，例如連接難以焊接的合金或厚材料，也能夠以更高的效率和穩定性完成，並且減少能源消耗和材料使用。
揚表示，「高頻掃描技術、靈活的功率調節以及我們的開放系統控制的結合，提供了傳統弧焊無法實現的設計選項和應用前景。」這項技術在汽車行業的應用尤為引人注目，研究團隊成功開發並測試了一個全尺寸的激光焊接鋁電池外殼，這是歐盟ALBATROSS計劃的一部分。這種輕量化結構結合了鋁擠壓輪廓和壓鑄鋁元件，牆厚可達五毫米。然而，這種材料搭配使得傳統焊接方法面臨挑戰，因為壓鑄常常導致孔隙，而6000系列的擠壓材料則容易出現熱裂紋。
根據揚的說法，「我們的解決方案依賴於有針對性的激光束振盪，這樣可以移動熔池，減少孔隙並產生冶金穩定的焊接。」這使他們能夠在不需要填充材料的情況下，實現高品質的鋁焊接。這種激光焊接的鋁電池外殼已經在真實車輛模型中進行了集成和測試，並且正在推進二次鋁和鑄對鑄接頭的應用，以及可持續性評估。在航空航天領域，研究團隊使用這項技術焊接封閉的旋轉對稱油箱結構，使用了具有高強度的2000系列鋁合金，這些材料以其熱裂紋傾向而著稱。該激光工藝在沒有填料的情況下運行，即使在三維輪廓上也達到了穩定的低熱焊接。
重型鋼材行業也受益於這種新型激光焊接方法，使製造商能夠連接厚度超過20毫米的鋼材。在一個涉及長達13英尺（約4米）的起重機臂的演示中，研究所使用了多層激光焊接，能量達到24千瓦。V型槽的準備優化至開口角度低於五度。揚在新聞發布會中解釋道，「這樣可以減少焊接體積，節省高達90%的填充材料，並在很大程度上消除變形。」大型組件的矯正，通常是個耗能的手動步驟，在許多情況下變得不再必要。這個項目由薩克森州發展銀行（SAB）資助，針對橋樑建設、風能及造船應用。此外，早期的行業反饋顯示，對於將這項技術整合到現有生產線中有強烈的興趣。
揚強調，他們的解決方案將配備集成傳感器、先進控制系統和持續的過程質量評估來進行應用。他補充說，這些演示體現了材料科學、工藝專業知識及系統集成的有效結合。這項新技術的推出不僅是焊接行業的一次革新，還可能引領未來在各行各業的廣泛應用，特別是在重視效率和環境的當今社會。
