根据汽车工业批量大、自动化程度高的特点,激光焊接设备向大功率、多路式方向发展。在工艺方面美国Sandia国家实验室与PrattWitney联合进行在激光焊接过程中添加粉末金属和金属丝的研究,德国不莱梅应用光束技术研究所在使用激光焊接铝合金车身骨架方面进行了大量的研究,认为在焊缝中添加填充余属有助于消除热裂纹,提高焊接速度,解决公差问题,开发的生产线已在工厂投入生产。
20世纪80年代后期,千瓦级激光成功应用于工业生产,而今激光焊接生产线已大规模出现在汽车制造业,成为汽车制造业的成就之一。欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接,90年代美国竟相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。
意大利在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接,日本在制造车身覆盖件中都使用了激光焊接和切割工艺,高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多。
20世纪90年代,我国焊接界把实现焊接过程的机械化、自动化作为战略目标,已经在职各行业的科技发展中付诸实施,在发展焊接生产自动化,研究和开发焊接生产线及柔性制造技术,发展应用计算机辅助设计与制造;药芯焊丝由2%增长到20%;埋弧焊焊材也将在10%的水平上继续增长。其中药芯焊丝的增长幅度明显加大,在未来20年内会超过实芯焊丝,终将成为焊接中心的主导产品。
激光焊接主机主要产生用来焊接的激光束,由激光发生器,光路部分,电源,控制系统等主要部分组成,冷却系统为激光发生器提供冷却功能,一般配1-5匹功率的水循环冷水机,(激光功率大小决定冷水机功率)。
激光焊接机组成1、激光焊接主机:激光焊接主机由电源、激光器、光路部分和控制系统等组成,提供焊接加工所需要的能量。2、冷却系统:冷却系统是用来散热降温的装置,主要是为了激光焊接机尤其是功率较大的机器长时间在高温环境下工作的稳定性以及使用寿命。3、工装夹具:工装夹具一般是在焊接操作过程中用来固定焊接的工具,尤其是在批量生产中是的设备之一,将直接影响生产效率。4、工作台:工作台指的是激光焊接主动作业台,是为了让激光光束能够按照特定的要求和焊接操作轨迹进行移动,实现自动焊接功能。5、观察系统:激光焊接机一般会配置观察系统,可以对正在进行中的焊接操作进行实时观察,利于定位与检验焊接效果。
激光焊接机分为手动、半自动以及自动。手动激光焊接机需要操作人员控制焊接过程,适合规模较小的企业加工制造;半自动激光焊接机体积稍大,适合大中型企业生产制造;全自动激光焊接机焊接时由电脑主导,焊接,适合大规模企业生产使用。
激光器是激光焊接设备中的重要部分,主要提供加工所需的光能。对激光器的要求稳定、可靠,能长期正常运行。对焊接而言,要求激光器横模为低阶模或基模,输出功率(连续激光器)或输出能量(脉冲激光器)能根据加工要求进行精密调节。
影响材料对激光束吸收率的因素包括两个方面:一是材料的电阻率。在测量材料抛光表面的吸收率后,发现材料的吸收率与电阻率的平方根成正比,电阻率随温度变化。并改变;其次,材料的表面状态(或光洁度)对光束吸收率有更重要的影响,对焊接效果有显着影响。非金属如陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等在常温下的吸收率很高,而金属材料在常温下的吸收率很差,直到材料熔化甚至放气为止。它的吸收只会急剧增加。使用表面涂层或在表面生成氧化膜的方法对于提高材料对光束的吸收非常有效。
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