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激光焊接机的应用及发展历程

文章来源:深圳晨皓达自动化激光设备厂家    时间:2022-04-02 15:34:46
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20世纪70年代,大功率(数千瓦)CO2激光器的出现,开辟了激光技术应用于焊接的新纪元。20世纪80年代,激光焊接作为新技术在欧洲、美国、日本受到关注。1985 年德国蒂森钢铁新葡萄京官网与德国大众汽车新葡萄京官网合作,在奥迪100车身上成功地采用了全球第块激光拼焊板。20世纪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,均证明了激光拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。


激光焊接机的应用及发展历程


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、最优的结构和最佳的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)等领域中被大量应用。


世界著名的激光焊接企业有瑞士Soudonic新葡萄京官网、法国阿赛洛钢铁集团、德国蒂森克虏伯集团TWB新葡萄京官网、加拿大Servo- Robot新葡萄京官网、德国Precitec新葡萄京官网等。随着航空航天、微电子、医疗器械及核工业等的迅猛发展,对材料焊接性能的要求越来越高,传统的焊接方法难以满足要求,激光焊作为一种独特的加工方法日益受到重视。激光焊接是激光技术最广泛的工业应用领域之一。


中国的激光焊接技术应用起步较晚,20 世纪70年代之前,由于没有高功率的连续激光器,那时激光应用大多是采用脉冲固体激光器。研究的重点是脉冲激光焊接,应用于小型精密零部件的点焊,或由单个焊点搭接而成缝焊。2002 10月,中国第一条激光拼焊板专业生产线投人运行,由武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊有限新葡萄京官网从德国蒂森克虏伯集团TWB新葡萄京官网引进。此后上海宝钢阿赛洛激光焊新葡萄京官网、一 汽宝友激光焊有限新葡萄京官网等的激光拼焊板也相继投产。


激光焊作为一种独具优势的焊接技术日益受到重视。 目前世界上1kW以上的激光加工设备已超过3万台,且每年以20%以上的速度增长,其中1/3用于焊接。激光焊在汽车、钢铁、船舶、航空航天、轻工等行业得到了日益广泛的应用。CO2激光焊接机的部分应用如下

应用部门 应用案例
航空 发动机壳体、机翼隔架、机身蒙皮与筋条、壁板、膜盒等
电子仪表 集成电路内引线、显像管电子枪、全钽电容、调速管、仪表游丝等
机械 精密弹簧、针式打印机零件、金属薄壁波纹管、热电偶、电液伺服阀等
钢铁治金 焊接厚度为0.2~ 8mm、宽度为0. 5~1.8mm的硅钢片,高、中、低碳钢和不锈钢,焊接速度为100~1000cm/ min
汽车 车顶、车身、侧框、汽车底架、传动装置、齿轮、点火器中轴与拨板组合件等
高铁 车体蜂窝结构
船舶 甲板、船舱隔壁、客舱壁板、平板夹心构件
医疗 心脏起搏器以及心脏起博器所用的锂碘电池等
食品 食品罐(用激光焊代替传统的锡焊或接触高频焊,具有无毒、焊速快、节省材料以及接头美观、性能优良等特点)等
其他 燃气轮机、换热器、干电池锌铜外壳、核反应堆零件等


脉冲激光焊主要用于微型件、精密元件和微电子元件的焊接。低功率脉冲激光焊常用于直径在0. 5mm以下金属丝与丝(或薄膜)之间的点焊连接。脉冲激光焊已成功地用于焊接不锈钢、铁镍合金、铁镍钴合金、铂、铑、钽、铌、钨、钼、铜及铜合金、金、银、硅铝丝等。脉冲激光焊可用于显像管电子枪、核反应堆零件、仪表游丝及混合电路薄膜元件的导线连接等。用脉冲激光封装焊接继电器外壳、锂电池和钽电容外壳、集成电路等都是很有效的方法。


连续激光焊主要应用于厚板深熔焊。平板对接、搭接、端接、角接均可采用连续激光焊,常见的接头形式是对接和搭接。激光焊虽然在焊接熔深方面比电子束焊小- -些,但由于不受电子束焊真空室对零件的局限、无需在真空条件下进行焊接,故其应用前景更为广阔。尤其是激光焊设备常与机器人结合起来组成柔性加工系统,使激光焊的应用范围进一步扩大。


在电厂的建造及化工行业,有大量的管管、管板接头,用激光焊可得到高质量的单面焊双面成形焊缝。 在舰船制造业,用激光爆想控大座度板(可加填充金属), 接头性能优于电弧焊,能降低产品成本,提高构件的可靠性,延长舰船的使用寿命。激光焊还应用于电动机定子铁芯的焊接,发动机壳体、机翼隔架等飞机零件的生产,航空发动机叶片的修复等。


激光焊还有其他多种形式的应用,如激光钎焊、激光电弧复合焊、激光填丝焊、激光压焊等。激光钎焊主要用于印制电路板的焊接,激光压焊主要用于薄板或薄钢带的焊接。


采用强烈聚焦的激光束还可以焊接陶瓷、玻璃、复合材料等。焊接陶瓷时需要预热以防止产生裂纹,通常采用长焦距的聚焦透镜。为了提高接头强度,也可添加焊丝。用激光焊接金属基复合材料时接头区易产生脆性相,这些脆性相会导致裂纹和降低接头强韧度,但在一定条件下仍可获得满足使用要求的接头。

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