激光制造技能具有很多传统制造技能所没有的上风,如质料浪费少,在大规模生产中制造本钱低;可根据生产流程举行编程控制,在大规模制造中生产服从高;可靠近或到达冷加工状态,实现通例技能无法完成的高精密制造;对加工对象的顺应性强,且不受电磁干扰,对制造工具和生产环境的要求低;噪声小,不产生任何有害的射线和残余物,生产过程对环境的污染小等。
激光焊接是激光制造技能的紧张构成部分。1960年美国研制乐成天下第一台红宝石激光器;1962年出现包罗激光焊接在内的有关激光应用的报道;1971~1972年,随着数千瓦CO2激光焊接装置的实际应用,激光焊接发生了根天性变革,几毫米厚钢板可以一次性完全焊透表现出高功率激光焊接的巨大潜力。
激光焊接技能在20世纪80年代中期起首应用于车身制造,90年代中期应用于船舶制造范畴,21世纪初期应用于A380大飞机机身制造中。空中客车公司应用激光焊接技能代替铆接,乐成实现了飞机减重20%的目标,为激光技能在航空工业的应用做出了开创性贡献。激光焊接可以或许实现多种范例质料的毗连,而且具有很多其他熔焊工艺无法相比的良好性,此中最为突出的是,激光焊接可以或许毗连航空制造中比力难焊的薄板合金质料(如铝合金、钛合金等),而且具有构件变形小、讨论质量高、重现性好等长处。由此可见,将来航空工业将是激光焊接技能应用的一个紧张范畴。
如今,作为先辈制造技能发展的引领者,航空工业正迎来一个新的发展机会期。航空工业显现了当代高新技能的高度集成,其发展程度是国家科技程度、工业程度、国防气力和综合国力的综合表现,同时,我国大飞机项目标立项对新质料、当代制造、先辈动力、电子信息、主动控制、盘算机等范畴的关键技能提出了更加急迫的需求。
激光焊接技能研究近况
1、焊接用激光器
从前用于焊接的激光器重要是CO2激光器和YAG激光器,现又出现了光纤激光器、碟形YAG激光器和半导体阵列激光器等。如今险些全部用于焊接的固体Nd∶YAG激光器都与光导纤维体系组合利用,具有革新性的光纤传送体系与Nd∶YAG激光器连合大大进步了激光加工体系的方便性和机动性,这种组合体系非常得当工业上的多工作台同时加工及呆板人或机器手利用。
在大功率激光器研究方面我国已取得一些盼望:2002年,中科院长春光机所研制出808nm百瓦级连续波无铝量子阱迭阵激光器,并研制出半导体激光列阵激光焊接机。2004年,由南开大学光电子学研究室研究的双包层光纤激光器布局简单、紧凑,输出功率高,稳固可靠,光电转换服从高,光束质量好,在工业加工、激光焊接、医疗军事等范畴有很好的应用远景。
2、激光焊接工艺
这方面的研究重要包罗激光焊接智能化控制、新型焊接工艺方法、激光焊接征象及小孔举动、焊接缺陷发气愤理与防止方法等方面。在工艺上,改善激光焊接过程的稳固性和焊缝成形,进步焊接质量是人们寻求的目标,为此开展了激光-电弧复合工艺、填丝激光焊接、预置粉末激光焊接、双核心技能、双面双束激光焊、光束旋转激光焊、光束整形等新技能的研究。此中,激光-电弧复合热源焊接技能的研究较为广泛。由于电弧的参与,这种工艺方法对焊缝间隙的顺应性大大进步,能量效应也大大加强,可以在得到同样焊接结果的条件下低落激光功率,也就意味着镌汰了激光装备的投资,低落了生产本钱。
3、质料激光焊接性
关于质料激光焊接性的研究会合在CO2激光和YAG激光焊接各种金属质料时的理论上,包罗激光诱发的等离子体分光、吸取和散射特性,以及质料激光焊接讨论的各项物理性能等,此中对铝合金、钛合金、镁合金及高强钢、镍基耐热合金等的激光焊接性,钢铁质料、铜、铝合金与异种质料的激光焊接性能举行了研究。如今,有色金属铝合金、钛合金等激光焊接性能的研究已取得了较大突破,为有色金属激光焊接的工程应用奠定了底子。
泉源:Rado
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