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隨著(zhù)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,應用冶鑄方法制造的材料已不能滿(mǎn)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(chē)、飛機、工具刃具制造業(yè)中正在取代傳統的冶鑄材料,隨著(zhù)粉末冶金材料的日益發(fā)展,它與其它零件的連接問(wèn)題顯得日益,使粉末冶金材料的應用受到限制。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用開(kāi)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,由于結合強度低,熱影響區寬特別是不能適應高溫及強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度以及耐高溫性能。
根據汽車(chē)工業(yè)批量大、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn),激光焊接設備向大功率、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(guò)程中添加粉末金屬和金屬絲的研究,德國不萊梅應用光束技術(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車(chē)身骨架方面進(jìn)行了大量的研究,認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(wèn)題,開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)線(xiàn)已在工廠(chǎng)投入生產(chǎn)。
20世紀80年代后期,千瓦級激光成功應用于工業(yè)生產(chǎn),而今激光焊接生產(chǎn)線(xiàn)已大規模出現在汽車(chē)制造業(yè),成為汽車(chē)制造業(yè)的成就之一。歐洲的汽車(chē)制造廠(chǎng)早在20世紀80年代就率先采用激光焊接車(chē)頂、車(chē)身、側框等鈑金焊接,90年代美國竟相將激光焊接引入汽車(chē)制造,盡管起步較晚,但發(fā)展很快。
20世紀90年代,我國焊接界把實(shí)現焊接過(guò)程的機械化、自動(dòng)化作為戰略目標,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(dòng)化,研究和開(kāi)發(fā)焊接生產(chǎn)線(xiàn)及柔性制造技術(shù),發(fā)展應用計算機輔助設計與制造;藥芯焊絲由2%增長(cháng)到20%;埋弧焊焊材也將在10%的水平上繼續增長(cháng)。其中藥芯焊絲的增長(cháng)幅度明顯加大,在未來(lái)20年內會(huì )超過(guò)實(shí)芯焊絲,終將成為焊接中心的主導產(chǎn)品。
激光焊接主機主要產(chǎn)生用來(lái)焊接的激光束,由激光發(fā)生器,光路部分,電源,控制系統等主要部分組成,冷卻系統為激光發(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,(激光功率大小決定冷水機功率)。
激光焊接機分為手動(dòng)、半自動(dòng)以及自動(dòng)。手動(dòng)激光焊接機需要操作人員控制焊接過(guò)程,適合規模較小的企業(yè)加工制造;半自動(dòng)激光焊接機體積稍大,適合大中型企業(yè)生產(chǎn)制造;全自動(dòng)激光焊接機焊接時(shí)由電腦主導,焊接,適合大規模企業(yè)生產(chǎn)使用。
完整的激光焊接設備主要由激光器、光學(xué)系統、激光加工機、輻射參數傳感器、工藝介質(zhì)輸送系統、工藝參數傳感器、控制系統、準直用He-Ne激光器等組成,由于應用場(chǎng)合不同,加工要求不同,激光焊接設備的八個(gè)部分卻不一定一一具備,各個(gè)組成部分的功能差別也很大。
激光器是激光焊接設備中的重要部分,主要提供加工所需的光能。對激光器的要求穩定、可靠,能長(cháng)期正常運行。對焊接而言,要求激光器橫模為低階?;蚧?,輸出功率(連續激光器)或輸出能量(脈沖激光器)能根據加工要求進(jìn)行精密調節。
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(jiǎn)單易上手等優(yōu)勢。如今,激光焊接已廣泛應用于各個(gè)行業(yè),如:電子零件、汽車(chē)制造、航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域。
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