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發(fā)布時(shí)間:2021-07-14 07:55  
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激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。20世紀(jì)70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接過(guò)程屬熱傳導(dǎo)型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散,通過(guò)控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。中國(guó)的激光焊接處于世界先進(jìn)水平,具備了使用激光成形超過(guò)12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力,并投入多個(gè)國(guó)產(chǎn)航空科研項(xiàng)目的原型和產(chǎn)品制造中。由于具同相位及單一波長(zhǎng),差異角均非常小,在被高度集中以提供焊接、切割及熱處理等功能前可傳送的距離相當(dāng)長(zhǎng)。 2013年10月,中國(guó)焊接獲得了焊接領(lǐng)域?qū)W術(shù)獎(jiǎng)--布魯克獎(jiǎng),中國(guó)激光焊接水平得到了世界的肯定。
激光深熔焊接一般采用連續(xù)激光光束完成材料的連接,其冶金物理過(guò)程與電子束焊接極為相似,即能量轉(zhuǎn)換機(jī)制是通過(guò)“小孔”(Key-hole)結(jié)構(gòu)來(lái)完成的。在足夠高的功率密度激光照射下,材料產(chǎn)生蒸發(fā)并形成小孔。這個(gè)充滿蒸氣的小孔猶如一個(gè)黑體,幾乎吸收全部的入射光束能量,孔腔內(nèi)平衡溫度達(dá)2500 0C左右,熱量從這個(gè)高溫孔腔外壁傳遞出來(lái),使包圍著這個(gè)孔腔四周的金屬熔化。小孔內(nèi)充滿在光束照射下壁體材料連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽,小孔四壁包圍著熔融金屬,液態(tài)金屬四周包圍著固體材料(而在大多數(shù)常規(guī)焊接過(guò)程和激光傳導(dǎo)焊接中,能量首先沉積于工件表面,然后靠傳遞輸送到內(nèi)部)。孔壁外液體流動(dòng)和壁層表面張力與孔腔內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力相持并保持著動(dòng)態(tài)平衡。光束不斷進(jìn)入小孔,小孔外的材料在連續(xù)流動(dòng),隨著光束移動(dòng),小孔始終處于流動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)。就是說(shuō),小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導(dǎo)光束前進(jìn)速度向前移動(dòng),熔融金屬充填著小孔移開(kāi)后留下的空隙并隨之冷凝,焊縫于是形成。粉末冶金隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,許多工業(yè)技術(shù)上對(duì)材料特殊要求,應(yīng)用冶鑄方法制造的材料已不能滿足需要。上述過(guò)程的所有這一切發(fā)生得如此快,使焊接速度很容易達(dá)到每分鐘數(shù)米。
目前,任何行業(yè)都想在追求節(jié)約成本的同時(shí),保持效率和質(zhì)量兼?zhèn)洹Mㄟ^(guò)激光切割技術(shù)所制造出來(lái)的設(shè)備,很大程度上滿足了企業(yè)的期望,而且三維激光切割機(jī)更是的囊括了質(zhì)量好、使用方便快捷、降低成本的優(yōu)點(diǎn),故在很多制造業(yè)中三維激光切割機(jī)都有著不錯(cuò)的應(yīng)用效果。電子束焊的主要缺點(diǎn)是需要高真空環(huán)境以防止電子散射,設(shè)備復(fù)雜,焊件尺寸和形狀受到真空室的限制,對(duì)焊件裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格,非真空電子束焊也可實(shí)施,但由于電子散射而聚焦不好影響效果。
1、汽車制造業(yè)
一輛汽車的誕生,需要通過(guò)加工的工件就占了50%~70%左右,激光技術(shù)在其中的加工應(yīng)用包括了激光焊接和激光切割技術(shù),因?yàn)樵撔袠I(yè)的需求量大、用戶多,所以相較于其他行業(yè)三維激光切割機(jī)應(yīng)用的更為廣泛;
2、鈑金加工
三維激光切割機(jī)具有高精du、高速度和柔性加工等優(yōu)點(diǎn),是鈑金加工業(yè)的新型技術(shù)發(fā)展方向,在早期,就已經(jīng)開(kāi)始引入并大批量的生產(chǎn)鈑金材料工件;
3、機(jī)箱機(jī)柜
機(jī)箱機(jī)柜行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,商家需要在短時(shí)間內(nèi)加工的同時(shí)保證質(zhì)量和美觀度,以保證市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和品牌口碑,激光切割技術(shù)無(wú)需對(duì)材料進(jìn)行二次加工,既提高了生產(chǎn)效率,又降低了生產(chǎn)成本,并且切割出來(lái)的材料刺,表面十分光滑。
近幾年,新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛,作為一種新型汽車,它有著“不限行”、“不限號(hào)”政策支持,同時(shí)為響應(yīng)綠色出行、安全環(huán)保的口號(hào),購(gòu)買新能源汽車的客戶越來(lái)越多,在急速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求下,為了確保生產(chǎn)、高質(zhì)量,金屬激光焊接機(jī)隨之被廣泛應(yīng)用在了新能源汽車制造中。用于齒輪焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接機(jī)主要涉及激光深熔焊接。
公開(kāi)資料顯示,2015年國(guó)內(nèi)銷售新能源整車33.33萬(wàn)輛,而到了2018年,銷售新能源整車125.6萬(wàn)輛,3年時(shí)間銷量增長(zhǎng)了4倍,后續(xù)還在不斷增加中。新能源汽車采用的是汽車輕量化技術(shù),該制造技術(shù)可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性、減少污染物和降低碳排放,而這些優(yōu)點(diǎn)的實(shí)踐完全得益于其中的核心部件鋰離子動(dòng)力電池。因而,在傳輸型激光焊接中,功率密度在范疇在10^4~10^6W/CM^2。
但做為新型汽車的動(dòng)力核心部件,鋰離子動(dòng)力電池的焊接部位多、難度大、精度要求也更高,傳統(tǒng)的焊接工藝已經(jīng)完全無(wú)法適應(yīng)于鋰離子動(dòng)力電池加工,而金屬激光焊接機(jī)憑借著加工又高質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)被各大廠商相繼購(gòu)買使用。