激光拼焊技术发展及新技术介绍PPT精选文档
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激光焊接技术简介 ppt课件
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激光焊接
特征
激光深熔焊的特征
1) 高的深宽比。因为熔融金属围着圆柱形高温蒸气腔体形成
并延伸向工件，焊缝就变成深而窄。 2) 最小热输入。因为小孔内的温度非常高，熔化过程发生得 极快，输入工件热量很低，热变形和热影响区很小。 3) 高致密性。因为充满高温蒸气的小孔有利于焊接熔池搅 拌和气体逸出，导致生成无气孔的熔透焊缝。焊后高的 冷却速度又易使焊缝组织细微化。 4) 强固焊缝。因为炽热热源和对非金属组分的充分吸收， 降低杂质含量、改变夹杂尺寸和其在熔池中的分布。 焊接过程无需电极或填充焊丝，熔化区受污染少，使得 焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母体金属。 5) 精确控制。因为聚焦光点很小，焊缝可以高精确定位。 激光输出无“惯性”，可在高速下急停和重新起始，用 数控光束移动技术则可焊接复杂工件。 6) 非接触大气焊接过程。因为能量来自光子束，与工件无 物理接触，所以没有外力施加工件。另外，磁和空气对激 ppt课件 光都无影响
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4
激光焊接
CO2气体 激光器
CO2气体作为工作物质的气体激光器。结构 简单、造价低；操作方便；工作介质均匀， 光束质量好；以及能长时间较稳定地连续工 作的优点。这也是目前品种最多、应用广泛 的一类激光器氦－氖激光器是最常用的一种。
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5
激光焊接
Nd:YAG 激光器 碟形YAG 激光器
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激光焊接
原理
激光焊熔池示意图
ppt课件 9
激光焊接
工艺参数
(1)功率密度。 功率密度是激光加工中最关键的参数之一。 采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热 至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除 加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表 层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达 到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊 接中，功率密度在范围在10^4~10^6W/CM^2。 (2)激光脉冲波形。 激光脉冲波形在激光焊接中是一个重 要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射 至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而 损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用 期间内，金属反射率的变化很大。
《激光焊接工艺》课件
硬度检测
对焊缝进行拉伸、弯曲、冲击等试验，检 测其力学性能。
通过硬度计测量焊缝及热影响区的硬度， 判断材料的冶金状态。
焊接质量的控制措施与标准
控制焊接参数
选择合适的激光功率、焊接速度、光斑直径 等参数，确保焊接质量稳定。
控制母材与填充材料
确保母材与填充材料的冶金性能符合要求， 减少杂质与气体含量。
《激光焊接工艺》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 激光焊接技术概述 • 激光焊接设备与材料 • 激光焊接工艺参数 • 激光焊接质量检测与控制 • 激光焊接技术的发展趋势与展望
01
激光焊接技术概述
激光焊接技术的定义
激光焊接技术是一种利用高能激光束 照射在材料表面，使材料熔化、冷却 并形成连接的工艺方法。
。
01
激光焊接设备与材 料
激光焊接设备的种类与特点
脉冲激光焊接机
适用于薄板、有色金属的精密焊接，具有能 量集中、热影响区小等特点。
光纤激光焊接机
具有光束质量好、聚焦光斑小、能量密度高 等特点，广泛应用于各种材料的焊接。
连续激光焊接机
适用于厚板、高熔点金属的焊接，具有焊接 速度快、深宽比大等特点。
通过添加填充金属丝，提高焊接质量和效率。
3
激光复合焊接技术
结合激光焊接和电弧焊接的优势，实现高效、高 质量的焊接。
激光焊接技术的未来发展方向
智能化控制
利用先进的传感器和控制系统，实现激光焊接过程的 智能控制。
高能束流加工技术
结合激光、电子束和离子束等高能束流加工技术，提 高加工效率和精度。
新型激光器研发
激光拼焊技术及其发展状况
激光拼焊技术及其发展状况激光拼焊板的定义：拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材用激光把边部对焊，焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的不同要求。
经过冲压等工序后成为汽车的部件。
从20世纪80年代中期开始，拼焊板作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。
拼焊板工艺主要是为汽车行业进行配套服务，尤其在车身零部件生产、制造和设计方面，拼焊板的使用有着巨大的优势。
目前，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。
1985年Audi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，近年来该项技术在全球新型钢制车身设计和制造上获得了日益广泛的应用。
奔驰、宝马、通用等各大汽车生产厂相继在车身中采用了激光拼焊板技术。
冷轧钢板激光拼焊是一项高新技术，主要解决冷轧不能生产的超宽板以及不等厚板，目前主要应用在汽车门内板、底板、立柱等不等厚钢板的拼焊中。
其工艺过程为先将不同或相同厚度、强度、材质的冷轧钢板，切成合适的尺寸和形状，然后激光焊接成一个理想的整体，即拼焊板。
汽车制造商用这种拼焊板冲压成特定的零件装配汽车，以满足自己和消费者提高汽车产品质量、降低生产成本、减轻车重、减少油耗、保护环境等方面的多种需求。
激光拼焊板发展的四个阶段：一、开始阶段，大众公司1985年超大板的需求促进了激光拼焊板的发展，随着新车型的发展，激光拼焊板得到了广泛应用。
二、成长阶段，随着激光焊接设备的不断改进，激光拼焊板应用和数量在不断增加,尽管突然大量应用激光拼焊板对汽车制造商来说还难以接受，因需要而在技术上获得了激光拼焊的经验。
Golf4就应用了19 块激光拼焊板。
三、成型阶段，一些汽车制造商引进激光拼焊板使得其竞争对手开始评估激光拼焊板的优点和缺点，1998年开始，其他的汽车厂商开始使用或计划使用激光拼焊板。
四、提高复杂性，应用高端的激光焊接技术可以生产更复杂更大的零件.现代汽车特别是下一代汽车，将会大量使用激光拼焊的冷轧薄板，最高的比例可能会达到全部用板量的40%以上，其中有差强度拼焊、差厚度拼焊和差钢质的拼焊等。
铝合金激光焊接PPT课件
• 铝合金焊接技术作为铝合金在工业领域中 扩大应用的关键技术之一，必然会得到进 一步的发展。其中应用普遍的脉冲MIG， TIG焊会随着微处理器(MCU)和数字信号处 理芯片(DSP)为核心的全数字化焊机的不断 进步而使更多以前只停留在铝合金焊接理
• 3 铝合金焊接技术在航天工业中的应用
铝合金因其特性已成为在航天工业中应用最广 泛的一类有色金属结构材料。在美国和俄罗斯， 2219、1201、1420铝合金都已获得了广泛的应 用，2195铝合金也已开始应用。在国内，S147 和2195等在未来航天型号中的应用前景不容忽 视。载人航天和可重复使用航天器对焊接结构 的可靠性提出了更高的要求。随着这一进程的 出现，新焊接技术在航天工艺焊接生产中的应 用必将获得突飞猛进的发展，焊接自动化和高 的质量及可靠性保证能力将是21世纪对焊接技 术的基本要求
• 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。
• 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。
• 4．控制系统——利用等离子体的光、声、电荷信
号对激光焊接过程进行检测和控制
手机首饰
铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀性等优点，广泛 应用于汽车、飞机、船舶等制造材料。
铝合金焊接的几种先进工艺：搅拌摩擦焊、激光焊、 激光- 电弧复合焊、电子束焊。
铝合金的激光焊接技术是近20年来发展起来的新技术， 和传统焊接技术相比，它在焊接的效率、可靠性、精 度上具有很大的优势。
• 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，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。
激光拼焊板技术简介PPT课件
3 穿带装置 8 喂料辊
4 切头剪I 9 尾料送料辊
5 清洗机（预留） 10 压机
39
摆剪模
最大摆角：± 30° 摆角精度：5'
40
落料线
落料原料
钢卷宽度 350-2000mm
Blanking specifications
D
Vue en coupe (flan unitaire)
ZL ZA
p
D : ( 10 % Th.)
Sheared area (Z L) : ( 45 % ep) Break height (ZA) : ( 45 % ép) Break depth (P):
10
门内板
使用MTB废料减少
传统工艺废料为：0.864kg （工艺补充等因素） 使用MTB废料为：0.138kg 每个门内板降低废料0.726kg 每车降低1.4kg 零件上的材料 门铰链的位置原采用2.0＋0.8mm被1.8mm材料代替，装 配后达到同样的强度。 材料减少2.15kg－－整车材料减少4kg。 成本降低重量减少
激光拼焊板简介
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总体概述
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2
内容简介
一、激光拼焊板的发展历史 二、激光拼焊板的特点 三、激光拼焊板的应用 四、焊接质量保证 五、国内目前激光拼焊总体介绍
3
一、激光拼焊板的发展历史
29
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3、焊缝设计
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4、激光拼焊板的成形
张力主要在薄板
32
在没有支撑的地方起皱
33
34
•开裂看来是由于焊缝的缘故 •开裂线Байду номын сангаас直于主要压力
激光焊接技术PPT课件
为了实现激光密封焊接，对于激光光斑的重复频率
有一定要求，一般要重叠70%以上，因为每一个熔
斑都是材料表面吸收了激光的能量通过热传导向四
周扩散的，所以熔斑断面形状为半球形，如图3.14
所示，为了达到一定厚度的熔深，只有在高重复频
率下才能达到密封焊接精选pp。t课件2021
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图3.14 重复激光脉冲的焊接效果
氮气室上部有透光平板玻璃，允许波长为1064nm 的激光光束射入到焊件的焊缝上，氮气室内充满 氮气，这样被焊接金属零件在加热熔化过程中就 不会氧化，如焊接钢类零件或不锈钢类零件时， 得到的焊缝是闪亮的，密封效果也好。
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图3.16 氮气室示意
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在要求高度密封、漏气率很低的工件焊接时，最 好使用氩气，焊接效果会更好，一次焊接密封成 功率高，而且焊缝美观。
于铝合金等材料的焊接，有很明显的改进作用。
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图3.9 氙灯放电波形
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当焊接工件以一定速度移动时，激光熔斑相互重 叠，重叠率由工件移动速度和激光重复频率来决 定。这种焊接状态与单脉冲点焊不同，当一个激 光脉冲聚焦的光斑照射到焊缝处时，前一个激光 脉冲已将该处金属材料加热，且前一个光斑照射 的部份金属已呈熔融状态，尚未来得及凝固或者 说未能完全凝固。因而这个激光脉冲到来时，焊 缝处的温度升高，金属的反射率降低，并不需要 前置尖峰脉冲的激光波形。一般可以通过重复的 熔斑对工件实现密封焊接，这是国内外目前使用 最多的激光脉冲波形。
为使焊缝平整光滑，实际焊接时，激光功率在开 始和结束时都设计有渐变过程，启动时激光功率 由小变大到预定值，结束焊接时激光功率由大变 小，焊缝才没有凹坑或斑痕。
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热成形技术简介
23
管胀成形技术简介
➢技术原理
技术原理
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管胀成形技术简介
技术优势
▪ 减轻质量，节约材料
▪ 减少零件和模具数量，降低模具费用
▪ 可减少后续机械加工和组装焊接量
▪ 提高强度与刚度，尤其抗扭刚度和疲劳强度
▪ 降低生产成本
▪ 液压成形件比冲压件平均降低15％－20%
▪ 模具费用降低20％－30%。
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拼焊管
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激光拼焊技术的发展
拼焊带(TWS)
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激光拼焊技术的发展
拼焊带(TRS)
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激光拼焊技术的发展
拼焊板+热成形
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热成形技术简介
18
热成形技术简介
热冲压工艺又被称为模具淬火、热冲压、热压制。 热冲压工艺的实质是对初始强度为500～600MPa的Boron 钢加热到奥氏体温度范围，然后快速移动到模具，快速在压机 上冲压成所需形状，最后在保压的同时进行快速冷却。 一般而言，成形后的零件强度可以达到1500MPa左右。
拼焊板
5
激光拼焊技术的发展
拼焊板
6
激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
对接接头
搭接接头
补丁
基板
补丁焊板
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激光拼焊技术的发展
补丁
3800 mm
拼焊板+补丁焊板 13
激Hale Waihona Puke 拼焊技术的发展25管胀成形技术简介
成形工艺与常规工艺成本计算
26
管胀成形技术简介
应用范围
排气管 底盘件 结构件
27
管胀成形技术简介
28
管胀成形技术简介
➢ 其它：家电、摩托车、自行车等行业
29
管胀成形技术简介
主体设备组成 液压成形主机 水平轴向缸 可移动换模工作台 水压系统 液压系统、控制系统
主要技术参数 最大内压：400MPa 合模力：5000T
激光拼焊技术发展及新技术介绍
阎启 首席研究员
宝钢股份研究院 EMAIL:yanqi@
TEL. 21-26646399
1
主要内容
一、激光拼焊技术的发展 二、热成形技术简介 三、管胀成形技术简介
2
激光拼焊技术的发展
昨天 今天
拼焊板
3
激光拼焊技术的发展
拼焊板
4
激光拼焊技术的发展
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热成形技术简介
热成形工艺流程
热成形工艺就是将钢板在高温状态下成形然后快速冷却的一
种冲压工艺。
与冷冲压相比，热成形增加了钢板预热以及冲压后的快速冷
却两个工序。机器人
压机
开始
毛坯
加热炉
零件
冷却水
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热成形技术简介
热成形工艺优点
热成形独特的加工方式决定了其冷冲压无法达到的优点： 1） 成形后零件强度级别高，能达到1000MPa以上； 2） 成形后零件无回弹，尺寸精度高； 3） 用于车身结构件有助于整车减重；
成形前材料抗拉强度一般500～600Mpa 成形后零件抗拉强度一般1100～1500Mpa
21
热成形技术简介
可以采用热成形工艺生产的零件
热成形工艺最大的特点在于能够生产超高强度的零件，因此主要用于 汽车结构件，比如白车身系统中的A柱加强板、B立柱加强板、C柱加强板、 防撞杆、保险杠等，底盘系统中的一些连接件，比如前轴杆、后轴杆等。
热成形技术简介
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管胀成形技术简介
➢技术原理
技术原理
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管胀成形技术简介
技术优势
▪ 减轻质量，节约材料
▪ 减少零件和模具数量，降低模具费用
▪ 可减少后续机械加工和组装焊接量
▪ 提高强度与刚度，尤其抗扭刚度和疲劳强度
▪ 降低生产成本
▪ 液压成形件比冲压件平均降低15％－20%
▪ 模具费用降低20％－30%。
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拼焊管
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激光拼焊技术的发展
拼焊带(TWS)
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激光拼焊技术的发展
拼焊带(TRS)
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激光拼焊技术的发展
拼焊板+热成形
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热成形技术简介
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热成形技术简介
热冲压工艺又被称为模具淬火、热冲压、热压制。 热冲压工艺的实质是对初始强度为500～600MPa的Boron 钢加热到奥氏体温度范围，然后快速移动到模具，快速在压机 上冲压成所需形状，最后在保压的同时进行快速冷却。 一般而言，成形后的零件强度可以达到1500MPa左右。
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
对接接头
搭接接头
补丁
基板
补丁焊板
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补丁
3800 mm
拼焊板+补丁焊板 13
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成形工艺与常规工艺成本计算
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管胀成形技术简介
应用范围
排气管 底盘件 结构件
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管胀成形技术简介
➢ 其它：家电、摩托车、自行车等行业
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管胀成形技术简介
主体设备组成 液压成形主机 水平轴向缸 可移动换模工作台 水压系统 液压系统、控制系统
主要技术参数 最大内压：400MPa 合模力：5000T
激光拼焊技术发展及新技术介绍
阎启 首席研究员
宝钢股份研究院 EMAIL:yanqi@
TEL. 21-26646399
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主要内容
一、激光拼焊技术的发展 二、热成形技术简介 三、管胀成形技术简介
2
激光拼焊技术的发展
昨天 今天
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
拼焊板
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激光拼焊技术的发展
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热成形技术简介
热成形工艺流程
热成形工艺就是将钢板在高温状态下成形然后快速冷却的一
种冲压工艺。
与冷冲压相比，热成形增加了钢板预热以及冲压后的快速冷
却两个工序。机器人
压机
开始
毛坯
加热炉
零件
冷却水
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热成形技术简介
热成形工艺优点
热成形独特的加工方式决定了其冷冲压无法达到的优点： 1） 成形后零件强度级别高，能达到1000MPa以上； 2） 成形后零件无回弹，尺寸精度高； 3） 用于车身结构件有助于整车减重；
成形前材料抗拉强度一般500～600Mpa 成形后零件抗拉强度一般1100～1500Mpa
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热成形技术简介
可以采用热成形工艺生产的零件
热成形工艺最大的特点在于能够生产超高强度的零件，因此主要用于 汽车结构件，比如白车身系统中的A柱加强板、B立柱加强板、C柱加强板、 防撞杆、保险杠等，底盘系统中的一些连接件，比如前轴杆、后轴杆等。