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激光焊接的發(fā)展過(guò)程:
世界上的第一個(gè)激光焊接束于1960年利用閃光燈泡激發(fā)紅寶石晶粒 所產(chǎn)生,因受限于晶體的熱容量,只能產(chǎn)生很短暫的脈沖光束且頻率很低。雖然瞬間脈沖峰值能量可高達(dá)10^6瓦,但仍屬于低能量輸出。
使用釹(ND)為激發(fā)元素的釔鋁石榴石晶棒(Nd:YAG)可產(chǎn)生1---8KW的連續(xù)單一波長(zhǎng)光束。YAG激光,波長(zhǎng)為1.06uM,可以通過(guò)柔性光纖連接到激光加工頭,設(shè)備布局靈活,適用焊接厚度0.5-6mm。
使用CO2為激發(fā)物的CO2激光(波長(zhǎng)10.6uM),輸出能量可達(dá)25KW,可做出2mm板厚單道全滲透焊接,工業(yè)界已廣泛用于金屬的加工上。
20世紀(jì)80年代中期,激光焊接作為新技術(shù)在歐洲、美國(guó)、日本得到了廣泛的關(guān)注。1985年德國(guó)蒂森鋼鐵公司與德國(guó)大眾汽車(chē)公司合作,在Audi100車(chē)身上成功采用了全球第一塊激光拼焊板。90年代歐洲、北美、日本各大汽車(chē)生產(chǎn)廠開(kāi)始在車(chē)身制造中大規(guī)模使用激光拼焊板技術(shù)。無(wú)論實(shí)驗(yàn)室還是汽車(chē)制造廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),均證明了拼焊板可以成功地應(yīng)用于汽車(chē)車(chē)身的制造。
激光拼焊是采用激光能源,將若干不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進(jìn)行自動(dòng)拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等,以滿(mǎn)足零部件對(duì)材料性能的不同要求,用最輕的重量、最優(yōu)結(jié)構(gòu)和最佳性能實(shí)現(xiàn)裝備輕量化。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,激光拼焊不僅在交通運(yùn)輸裝備制造業(yè)中被使用,還在建筑業(yè)、橋梁、家電板材焊接生產(chǎn)、軋鋼線鋼板焊接(連續(xù)軋制中的鋼板連接)等領(lǐng)域中被大量使用。
2003年,國(guó)外實(shí)現(xiàn)了A318鋁合金下壁板結(jié)構(gòu)雙光束C02激光填絲焊和YAG激光填絲焊,它代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉚結(jié)構(gòu)減輕了飛機(jī)機(jī)身重量的20%,同時(shí)也節(jié)約了20%的成本。鞏水利認(rèn)定激光焊接技術(shù)將對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)航空制造業(yè)改造升級(jí)產(chǎn)生重大意義。隨后他立即申請(qǐng)多項(xiàng)相關(guān)預(yù)研課題,組織攻關(guān)團(tuán)隊(duì),在國(guó)內(nèi)率先將“雙光束激光焊接”技術(shù)引入到課題研究中,并且從一開(kāi)始就醞釀要將這項(xiàng)技術(shù)用到飛機(jī)制造中。
2003年 由華工激光提供的國(guó)內(nèi)首臺(tái)大型帶材在線式焊接成套設(shè)備通過(guò)離線驗(yàn)收。該設(shè)備集激光切割、焊接和熱處理于一身,使我國(guó)華工激光成為世界上第四家能夠生產(chǎn)此類(lèi)設(shè)備的企業(yè)。
2004年 華工激光法利萊“高功率激光切割,焊接及切焊組合加工技術(shù)與設(shè)備”項(xiàng)目獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng),成為國(guó)內(nèi)唯一具備該項(xiàng)技術(shù)與設(shè)備研制能力的激光企業(yè)。
隨著工業(yè)激光產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)激光焊接加工技術(shù)的要求越來(lái)越高,激光焊接技術(shù)已從單一應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)向多元化應(yīng)用,激光加工方面不再是單一的切割或者焊接,市場(chǎng)對(duì)激光加工要求切割和焊接一體化的需求也越來(lái)越多,激光切割和激光焊接的切焊一體化激光加工設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。