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激光焊接发展过程

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激光焊接发展过程

发布日期:2018-07-19 13:57 来源:http://www.uglybootsshop.com 点击:

激光焊接发展过程 


 世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒 所产生,因受限于晶体的热容量,只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达10^6瓦,但仍属于低能量输出。

使用钕(ND)为激发元素的钇铝石榴石晶棒(Nd:YAG)可产生1---8KW的连续单一波长光束。YAG激光,波长为1.06uM,可以通过柔性光纤连接到激光加工头,设备布局灵活,适用焊接厚度0.5-6mm。

使用CO2为激发物的CO2激光(波长10.6uM),输出能量可达25KW,可做出2mm板厚单道全渗透焊接,工业界已广泛用于金属的加工上。

20世纪80年代中期,激光焊接作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。1985年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车公司合作,在Audi100车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。90年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规模使用激光拼焊板技术。无论实验室还是汽车制造厂的实践经验,均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。

激光拼焊是采用激光能源,将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等,以满足零部件对材料性能的不同要求,用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化。在欧美等发达国家,激光拼焊不仅在交通运输装备制造业中被使用,还在建筑业、桥梁、家电板材焊接生产、轧钢线钢板焊接(连续轧制中的钢板连接)等领域中被大量使用。


激光焊接发展过程


世界著名的激光焊接企业有瑞士Soudonic公司、法国阿赛洛钢铁集团、德国蒂森克虏伯集团TWB公司、加拿大Servo-Robot公司、德国Precitec公司等。

中国的激光拼焊板技术应用刚刚起步,2002年10月25日,中国第一条激光拼焊板专业化商业生产线正式投入运行,由武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊从德国蒂森克虏伯集团TWB公司引进。此后上海宝钢阿赛洛激光拼焊公司、一汽宝友激光拼焊有限公司等相继投产。

2003年,国外实现了A318铝合金下壁板结构双光束C02激光填丝焊和YAG激光填丝焊,它代替传统铆结构减轻了飞机机身重量的20%,同时也节约了20%的成本。巩水利认定激光焊接技术将对我国传统航空制造业改造升级产生重大意义。随后他立即申请多项相关预研课题,组织攻关团队,在国内率先将“双光束激光焊接”技术引入到课题研究中,并且从一开始就酝酿要将这项技术用到飞机制造中。中国专家团队向某飞机设计所交底初步技术,向他们推介双光束激光焊接的优越性和可行性。该设计所经多方考证和评估,毅然决定将该技术用于某飞机带筋壁板的制造,实现了最初要把“双光束激光焊接”技术应用到飞机制造的目标,突破了轻质合金激光焊接填丝精度控制等关键技术,集成创新研制了双光束激光填丝复合焊接装置,建立了国内首个大功率双光束激光填丝焊接平台,实现了大型薄壁结构T型接头双光束双侧同步焊接,并首次成功应用于航空带筋壁板关键结构件的焊接制造中,在我国新型飞机研制中发挥了重要作用。

2003年 由华工激光提供的国内首台大型带材在线式焊接成套设备通过离线验收。该设备集激光切割、焊接和热处理于一身,使我国华工激光成为世界上第四家能够生产此类设备的企业。

2004年 华工激光法利莱“高功率激光切割,焊接及切焊组合加工技术与设备”项目获得国家科学技术进步二等奖,成为国内唯一具备该项技术与设备研制能力的激光企业。

随着工业激光产业的快速发展,市场对激光加工技术的要求越来越高,激光技术已从单一应用逐渐转向多元化应用,激光加工方面不再是单一的切割或者焊接,市场对激光加工要求切割和焊接一体化的需求也越来越多,激光切割和激光焊接的切焊一体化激光加工设备应运而生。

华工激光法利莱研究开发Walc9030切焊一体机,9×3米超大幅面,是目前世界最大幅面的激光切焊一体化设备。Walc9030是集成了激光切割与激光焊接功能于一体的大幅面切焊设备,设备具有专业的切割头和焊接头,两个加工头共用一个横梁,用数控技术保证其不会互相干涉,设备能够完成同时需要切割与焊接两道工序。先切后焊,先焊后切,激光切割、焊接轻松进行切换,一台设备,两种功能,而不用另外添置新的设备,为应用厂家节约了设备成本,提高了加工效率和加工范围,而且由于切焊一体,加工精度得到了完全的保障,设备性能高效稳定。 此外,它攻克了超大板材拼焊过程中板材易产生热变形和如何保持超长飞行光路稳定实现的难关,可以将两块长6米宽1.5米的平面板材一次性焊接完成,焊后表面光滑平整,无需其他后续加工。同时可以切割宽3米长度6米以上的20mm以下的板材,一次成型,无需二次位。

中科院沈阳自动化研究所与日本石川岛播磨重工株式会社进行国际合作,遵循国家引进消化后再创新的科技发展战略,攻克激光拼焊若干个关键技术,于2006年9月开发出国内第一套激光拼焊成套生产线,并成功开发了机器人激光焊接系统,实现了平面和空间曲线的激光焊接。

2013年10月,中国焊接专家获得了焊接领域最高学术奖--布鲁克奖。英国焊接研究所(TWI)每年从来自120多个国家的4000余会员单位中推荐提名,最终将该奖项授予一位专家,以表彰其在焊接或连接科学技术与工业应用领域做出的卓越贡献。这次获奖不仅是对巩水利及其团队的认可,也是对中航工业推动材料连接技术进步的肯定。


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