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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,許多工業(yè)技術(shù)上對材料特殊要求,應(yīng)用冶鑄方法制造的材料已不能滿足需要。由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造優(yōu)點(diǎn),在某些領(lǐng)域如汽車、飛機(jī)、工具刃具制造業(yè)中正在取代傳統(tǒng)的冶鑄材料,隨著粉末冶金材料的日益發(fā)展,它與其它零件的連接問題顯得日益,使粉末冶金材料的應(yīng)用受到限制。在八十年代初期,激光焊以其特的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入粉末冶金材料加工領(lǐng)域,為粉末冶金材料的應(yīng)用開辟了新的前景,如采用粉末冶金材料連接中常用的釬焊的方法焊接金剛石,由于結(jié)合強(qiáng)度低,熱影響區(qū)寬特別是不能適應(yīng)高溫及強(qiáng)度要求高而引起釬料熔化脫落,采用激光焊接可以提高焊接強(qiáng)度以及耐高溫性能。
根據(jù)汽車工業(yè)批量大、自動化程度高的特點(diǎn),激光焊接設(shè)備向大功率、多路式方向發(fā)展。在工藝方面美國Sandia國家實(shí)驗室與PrattWitney聯(lián)合進(jìn)行在激光焊接過程中添加粉末金屬和金屬絲的研究,德國不萊梅應(yīng)用光束技術(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車身骨架方面進(jìn)行了大量的研究,認(rèn)為在焊縫中添加填充余屬有助于消除熱裂紋,提高焊接速度,解決公差問題,開發(fā)的生產(chǎn)線已在工廠投入生產(chǎn)。
20世紀(jì)80年代后期,千瓦級激光成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),而今激光焊接生產(chǎn)線已大規(guī)模出現(xiàn)在汽車制造業(yè),成為汽車制造業(yè)的成就之一。歐洲的汽車制造廠早在20世紀(jì)80年代就率先采用激光焊接車頂、車身、側(cè)框等鈑金焊接,90年代美國竟相將激光焊接引入汽車制造,盡管起步較晚,但發(fā)展很快。
20世紀(jì)90年代,我國焊接界把實(shí)現(xiàn)焊接過程的機(jī)械化、自動化作為戰(zhàn)略目標(biāo),已經(jīng)在職各行業(yè)的科技發(fā)展中付諸實(shí)施,在發(fā)展焊接生產(chǎn)自動化,研究和開發(fā)焊接生產(chǎn)線及柔性制造技術(shù),發(fā)展應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計與制造;藥芯焊絲由2%增長到20%;埋弧焊焊材也將在10%的水平上繼續(xù)增長。其中藥芯焊絲的增長幅度明顯加大,在未來20年內(nèi)會超過實(shí)芯焊絲,終將成為焊接中心的主導(dǎo)產(chǎn)品。
激光焊接主機(jī)主要產(chǎn)生用來焊接的激光束,由激光發(fā)生器,光路部分,電源,控制系統(tǒng)等主要部分組成,冷卻系統(tǒng)為激光發(fā)生器提供冷卻功能,一般配1-5匹功率的水循環(huán)冷水機(jī),(激光功率大小決定冷水機(jī)功率)。
激光焊接機(jī)分為手動、半自動以及自動。手動激光焊接機(jī)需要操作人員控制焊接過程,適合規(guī)模較小的企業(yè)加工制造;半自動激光焊接機(jī)體積稍大,適合大中型企業(yè)生產(chǎn)制造;全自動激光焊接機(jī)焊接時由電腦主導(dǎo),焊接,適合大規(guī)模企業(yè)生產(chǎn)使用。
完整的激光焊接設(shè)備主要由激光器、光學(xué)系統(tǒng)、激光加工機(jī)、輻射參數(shù)傳感器、工藝介質(zhì)輸送系統(tǒng)、工藝參數(shù)傳感器、控制系統(tǒng)、準(zhǔn)直用He-Ne激光器等組成,由于應(yīng)用場合不同,加工要求不同,激光焊接設(shè)備的八個部分卻不一定一一具備,各個組成部分的功能差別也很大。
激光器是激光焊接設(shè)備中的重要部分,主要提供加工所需的光能。對激光器的要求穩(wěn)定、可靠,能長期正常運(yùn)行。對焊接而言,要求激光器橫模為低階?;蚧#敵龉β剩ㄟB續(xù)激光器)或輸出能量(脈沖激光器)能根據(jù)加工要求進(jìn)行精密調(diào)節(jié)。
激光焊接是一種以高能量密度的激光束作為熱源的精密焊接方法,具有、簡單易上手等優(yōu)勢。如今,激光焊接已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè),如:電子零件、汽車制造、航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域。
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