激光焊接

激光焊接

激光焊接机的技术参数：平均激光功率是200W，工作时的最大功率是250W左右，比其他公司的功率会大；最大单脉冲能量是110J，也就是单个脉冲时的能量大小；主机耗电功率是8KW，一个小时也用不了多少电；焊接深度是0 .1-2.5mm，是氩弧焊的1.5倍左右；焊点大小是0.2-2mm，最大的深宽比是10:1，是氩弧焊无法与之媲美的；激光波长采用的波长是1064nm，焊接不锈钢是非常完美的；脉冲宽度是0.3-20ms（可调），主要是用来控制焊点的大小的；连击频率是1-100Hz，每秒最高频率是130Hz；瞄准定位采用专业的红光定位，或者CCD感应；激光器工作行程是X轴300Y轴200Z轴300（行程可选），电力需求是380V±10% / 50Hz / 60A 或者220V / 50Hz / 60A；连续工作时间最好是不超过16个小时；水冷系统是3匹（或5匹可选）激光器专用水冷箱；使用环境最好是洁净无尘，无震源，10℃-30℃，湿度5%-85% 左右的车间。

机型描述：AXL-200W自动激光焊接机引进德国焊接机技术研制生产的激光焊接机。焊接效率高、效果好、操作简单方便，主要采用电脑编程，完成自动或半自动的点焊、对接焊、叠焊、密封焊，完成复杂的平面直线、圆弧及任意轨迹的焊接。可根据客户要求订制。

激光加工技术起源于20世纪60年代。1960年美国科学家梅曼(TMMaiman)成功研制了世界上第一台红宝石激光器后，激光加工技术开始在工业制造领域获得应用。到20世纪80年代，随着千瓦级激光器的商业化推出，包括激光焊接在内的激光加工技术获得了快速发展。和传统的焊接方法相比，激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、焊接热输入小的特点，是一种高效、精密、低变形的焊接方法，因而被广泛应用到了汽车、造船、电子、航空航天、冶金、机械制造等工业领域。 1焊接用激光器,激光加工常用的激光器为气体CO2激光器、固体Nd：YAG激光器、半导体激光器以及光纤激光器。由于固体激光和气体激光相比，波长短，在材料加工中(特别是焊接)，具有独特的优势，如材料对激光的吸收率高。光束易通过光导纤维传输，易实现焊接柔性化、自动化等，使固体激光器受到了焊接界越来越多的重视。近年来国外千瓦级以上的激光器的发展很快，已经出现如激光二极管泵浦的Nd：YAG激光器(DiodePumpedNd：YAGLaser)、光纤激光器(FiberLaser)、碟形激光器(DiskLaser)和激光二极管阵列激光器(DirectDiodeLaser)等，它们的主要性能对比如表1所示。从表1中可以看到，新近发展的激光二极管泵浦Nd：YAG激光器、光纤激光器和碟形激光器的性能都比CO2激光器和灯泵浦Nd：YAG激光器好得多。特别应该注意到光纤激光器已经能达到万瓦级的水平，与CO2激光器相当，而且可以做到基本终身免维修，能量转换效率最高(达30％)，设备体积小，容易搬运到现场进行焊接。根据国外的预测，今后十年，CO2激光器的需求量将下降，而灯泵浦Nd：YAG激光也将逐步被激光二极管泵浦Nd：YAG激光器所取代。因此，激光二极管泵浦的Nd：YAG 激光器(DiMePumpedNd：YAGLaser)、光纤激光器(HberLaser)、碟形激光器(DiskLa8er)和激光二极管阵列激光器(DivotDiodeLaser)是未来激光加工用激光器的发展方向。

目前国内生产的固体激光器功率较低，主要在1kW以下，主要用于小型薄壁构件的焊接，难于满足大型构件的焊接需求。

2激光焊接、激光填丝焊接技术,激光的基础理论是1917年由爱因斯坦首先提出的，但是激光器的发明却是在43年后的1960年，激光与DNA、克隆、核能、航空航天、地球板块运动学说等共同被誉为20世纪的最重大发现与发明，激光更被认为是21世纪的新能源。从20世纪80年代开始，激光技术得到迅速的发展，而激光用于焊接还是最近20年内的事。随着激光技术的发展，激光焊接在汽车、钢铁、船舶、航空、轻工等行业的应用日趋广泛。以汽车工业为例，激光焊接在汽车制造业的一个主要应用是剪裁板的激光拼焊，即根据汽车零部件的形状、尺寸及性能要求对板材进行剪裁下料，然后采用激光焊接技术对两块或多块等厚或不等厚度、相同或不同强度材料的剪裁板进行拼接，形成零部件制造用板坯，用于制造立柱强化板、中心立板、车顶加强板、后车箱盖、发动机分隔板、缓冲板、框架尾板、汽车底板、车轮挡板、车体侧框、后车内门板、前车内门板等汽车车身部件。此外，车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，变速器齿轮、气门挺杆、车门铰链的焊接都采用了激光焊接技术。无论是国外还是国内，激光焊接在汽车制造中应用很普遍，采用的设备主要是激光-机器人系统、三维五轴激光焊接专用机床。此外，电力及化工制造业中管-管、管-板的焊接、造船业中船用甲板的焊接、航空制造业中的飞机发动机壳体、机翼隔架的焊接等都应用了激光焊接技术。

单独的激光自熔焊接对工件的坡口加工精度要求很高，对于某些同种金属或异种金属的焊接，靠单独的激光自熔形成的焊缝很难满足其使用性能。为此，人们提出了激光填丝焊接技术，以期通过填丝来提高激光焊接的适应性和通过调整焊缝合金系统来获得高性能的焊缝。目前国内外激光填丝焊接研究较多的工艺问题是多道填丝焊技术、异种金属的连接、激光热丝焊技术。据文献报道，采用激光填丝多层多道焊接技术及阶梯形或V形坡口，可完成26mm厚HY80钢板的焊接。激光填丝焊接技术在实际生产中应用较成功的是激光填丝钎焊技术。激光填丝钎焊技术在德国首先被提出，目前已经成功应用于德国大众汽车公司新一代汽车生产中，主要集中在汽车顶棚、隆起结构的后门和后箱盖镀锌板的焊接。德国的爱尔兰根大学在激光填丝钎焊工艺和过程控制方面作了大量的工作，该技术使用的激光器通常是光束传输和调节方便的YAG激光器和半导体激光器，钎料根据母材常选用普通的Cu基钎料，主要接头形式包括：对接、卷对接、搭接、卷搭接等。国内一汽大众AudiA6顶盖和BORA后罩盖的焊接，速腾(sagitar)车身的顶部、后罩盖等焊接采用的就是激光热丝焊接技术，使用的设备为德国HassYAG3kW激光器和Kuka机器人。

哈尔滨焊接研究所在大功率固体激光(Nd：YAG)的焊接方面做了大量的研究工作，并将研究成果成功地应用到了民用产品的制造及军工产品的制造中。在民用制造领域主要是车辆制造业，主要应用的产品有汽车变速箱组合齿轮焊接、变速箱齿轮与轴的焊接，轿车用汽车转向器助力油缸的焊接、高级轿车车灯支架的焊接等。其中轿车用汽车转向器助力油缸的焊缝形式为马鞍型焊缝、高级轿车车灯支架的焊缝形式为空间三维曲线焊缝，采用的是激光-机器人三维空间焊接技术。哈尔滨焊接研究所还将激光焊接技术应用到了不锈钢传送带的焊接、不锈钢电控开关柜的焊接、新型薄壁不锈钢散热器的焊接等民用产品制造领域以及伞形罩、陀螺仪等军用武器装备用精密仪器部件的焊接。此外，哈尔滨焊接研究所还用激光填丝技术较好地解决了38CrMoAIA与1Crl7Ni2异种钢的焊接问题。

目前国内外激光焊接技术较为成熟，并已在实际生产中获得广泛应用。激光填丝焊接技术应用较少，其工艺和应用有待于进一步开发。