李 兵

(沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110000)

0 引言

激光焊接因其具有精密加工、焊接变形小、焊缝窄等优势，受到行业人的认可和信赖。NiTi形状记忆合金有吸收较长的光波、超强的抗腐蚀性等优势，是较广泛应用的记忆合金。有研究表明，在NiTi合金进行激光焊接的过程中，缺乏对热传导效果的合金细丝的焊接，致使丝与丝之间的焊接、热传导效果不佳。因此，本文对NiTi形状记忆合金激光焊接的现状、性能进行阐述，分析了现阶段NiTi形状记忆合金的应用。

1 NiTi形状记忆合金激光焊接现状

关于NiTi合金的研究逐渐增多，但在电激光焊等领域，仅停留在初步阶段，目前，NiTi记忆合金的连接方法，主要有He气保护钨极电弧焊方法、摩擦焊、焊后热、软纤、精密脉冲电阻对焊法。焊接加工技术是将新材料的开发步入实用化的核心技术，激光焊接技术是制造技术中具有高效精密的焊接技术。现阶段，激光焊的熔宽以超越以前的12倍，聚焦后的功率密度可高达107W/cm2，适用于精密焊接[1]。

2 NiTi形状记忆合金激光焊接的性能

2.1 形状记忆效应

人类在1932年就已经发现形状记忆的现象，20年后，合金中的形状记忆效应才逐渐引起众多学者的兴趣，时间形状记忆是马氏体相变的合金所具有特殊性的性能，低温时的变形，再通过加热将逆相变恢复原状态的过程。有研究表明，焊接接头的形状恢复率较低，降低了马氏体的可动性，制约记忆效应的晶体结构，权威报告显示，通过增加应变量，诱导形状恢复变化发现，施加的应变量数值较小时，焊接接头的形状记忆可以增加马氏体的驱动型，达到较好的形状记忆水平。

2.2 耐腐蚀性

焊接过程中，焊缝在进行熔化、加热等处理时，组织结构发生了改变，通过焊接的工艺参数降低有害金属物析出的晶界，阻碍腐蚀的发生，耐腐蚀性提高，也可通过压力的作用，发生马氏体变化，进而从源头上提高耐腐蚀性。

2.3 力学性能

2.3.1 单向拉伸

一般来讲，从应变曲线进行分析，NiTi形状记忆合金的拉伸性能，分为4个阶段，在马氏体相变阶段中，变形曲线随着拉伸中的温度变化而变化，有研究表明，NiTi形状记忆合金在该阶段中，处于恒定应力阶段，马氏体相变可以诱导记忆合金的变形，焊接接头的抗拉强度明显优于木材，但延伸效果有待提升，马氏体含量较低。

2.3.2 超弹性

通过外力的作用，可提升恢复形状记忆合金的变形能力，可高达21%，当所加的载荷随马氏体变化而变化，可诱导形变的临界压力，是评价形状记忆的指标，在实际具体的应用中，需具体考虑外界条件的具体因素。

3 NiTi形状记忆合金的应用

3.1 日常生活的应用

因NiTi形状记忆具有超弹性优势，被应用于电话天线(因具有高抗破性)、火灾阀门的检查(因复位到安全状态)等，在半导体制造业中，火灾发生时，温度较高时，会自动关闭阀门，降低危险气体的进入，也可应用于化学、石油等工厂中。

3.2 医学中的应用

在医学中，通过NiTi合金的伪弹性特点，形成超弹性丝，较多应用在矫形器、血管夹、骨棒连接器中，不但操作简便，而且可减轻不适感，降低了再次调整矫形力的缺陷，恢复快的优点，在骨科矫正、固定中，也有较好的应用效果[1]。

3.3 工业应用

在工业中，因其具有形状记忆的特性，在温度范围内，形成驱动力，可作为温控器的热敏驱动元件。操作简单，其中最主要应用于管道连接件，航天太空、直升机、叶片轨迹遥感器等。在国外太空计划中，采用形状记忆合金制成手臂，通过改变机翼顶部和底部之间的角度，利用太阳温度将记忆臂恢复原有状态，航天设备中空间站天线杆的连接、装配，以及卫星中形状记忆释放装置等得到广泛应用。

4 结束语

综上所述，因NiTi形状记忆合金具有融合性高、腐蚀性能佳的优势，激光焊接中，在日常生活中，利用合金丝应用于战斗机上，在太空中进行手臂的建造，利用非弹性技术，因对温度的感受，自动释放太阳能电池板；医学中可进行模拟人体肌肉、肌腱、牙齿矫正钢丝、血管支架等。在未来的实践中，将智能材料和激光技术进行有效碰撞研究，完善焊接接头、金属化合物的析出等方面，在各大领域中有较好的发展前景。