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        分析激光切割與焊接的幾種典型應用

        發布時間:2022-05-24 16:43:52   來源:重慶永福不銹鋼裝飾制品有限公司   評論:0 點擊:

        20世紀20年代愛因斯坦提出的光受激輻射的觀點預見了激光的發生, 40 年后的1960年美國科學家梅曼領先研制勝利的第一臺紅寶石激光器標志著激光的正式降生, 隨后, 激光技術迅猛發展。繼固體激光器后, 氣體通過激光器、化學研究激光器、染料激光器、原子激光器、離子結合激光器、半導體激光器、X 射線激光器和光纖激光器發展相繼開始問世, 應用管理領域也擴展到其他諸如企業電子、輕工、包裝、禮品、小五金工業、醫療服務器械、汽車、機械設計制造、鋼鐵、冶金、石油等,為傳統文化工業的技術進行改造和制造業的現代化建設提供一個先進的技術教育裝備。

        與普通光相比,激光具有單色(單波長)、相干性、方向性和高光強四個特性。激光束易于傳輸, 其時間不同特性和空間結構特性分析可以同時分別管理控制, 經聚焦后可得到極小的光斑, 具有極高功率密度的激光光束可以熔化、氣化任何其他材料, 也可對材料的局部區域活動進行研究精密快速提高加工。在加工中,熱輸入工件小,熱影響區和熱變形小,加工效率高,易于實現自動化。激光信息技術是一門具有綜合性發展高新企業技術, 涉及光學、機械學、電子學等學科。同樣,激光加工設備也涉及許多學科,從而決定了它的高科技和高產率??v觀中國國際和國內激光應用發展情況需要經過多年的研究設計開發和完善,當代的激光器和激光加工企業技術與設備已相當成熟, 形成了這一系列激光加工生產工藝。

        介紹了激光加工技術在金屬切割和焊接中的應用。

        1、激光切割的特點及應用

        激光切割是當前世界各國發展應用研究最多的激光加工企業技術, 在國外許多不同領域, 例如, 汽車工業制造業和機床制造業都采用激光切割方式進行鈑金零部件的加工。隨著高功率激光光束質量的不斷提高,激光切割的加工對象將越來越廣泛,幾乎包括所有金屬和非金屬材料。例如我們可以通過利用激光對高硬度、高脆性、高熔點的材料方面進行不同形狀復雜的三維立體零件切割, 這也正是由于激光切割的優勢企業所在。

        現在,選擇激光切割系統的企業主要分為兩大類: 一類是大中型制造企業,這些企業生產的產品大量需要切割、切割,并且具有較強的經濟技術實力; 另一類統稱為加工站,專門從事對外激光加工業務,自身無主導產品。它的存在問題一方面可滿足學生一些中小企業進行加工的需要, 另一重要方面在初期對推廣應用激光切割技術可以帶來宣傳教育示范的作用。

        激光切割的幾個關鍵技術是光、機、電一體化技術。激光光束的參數、機器與數控技術系統的性能和精度都直接通過影響研究激光可以切割的效率和品質。激光切割的精度、效率和質量隨切割功率、速度、頻率、材料厚度和材料質量等參數的變化而變化。

        1.1 激光切割的主要優點

        (1) 切割產品品質好: 切口進行寬度窄( 一般為0.1-0.5mm) 、精度高( 一般孔中心距誤差0.1- 0.4mm, 輪廓結構尺寸計算誤差0.1~0.5mm) 、切口以及表面不同粗糙度好( 一般Ra為12.5~25μm) , 切縫一般可以不需要通過二次生產加工技術即可完成焊接。

        (2)高切削速度,如使用2kW激光功率,8mm碳鋼的切削速度為1.6m/min;2mm不銹鋼的切削速度為3.5m/min,熱影響區小,變形最小。

        (3) 清潔、安全、無污染, 大大提高改善了操作管理人員的工作生活環境。

        激光切割屬于非接觸光學熱處理,被稱為“無磨損萬能工具”。工件可以通過進行分析任意形式的緊密排料或套裁, 使原材料得到學生充分開發利用。由于非接觸加工,被加工部件的變形現象被最小化并且磨損量被減少。

        其實就是激光進行切割亦有其不足問題之處, 就精度和切口表面粗度而言, 激光切割未能超過電加工, 就切割厚度一般而言企業難以發展達到提高火焰和等離子切割的水準。另外,它不能與轉塔沖頭相同,用于成形、攻絲、折疊等。

        1.2 激光切割與沖床的比較

        以前, 鈑金加工技術行業可以利用中國傳統沖床進行沖壓, 以后經濟發展至數控轉塔沖床及復合機床。隨著社會的進步,激光切割技術也被引入到金屬加工行業中,成為一種發展迅速、應用廣泛的先進加工方法。據非正式統計, 我國在工業企業生產中使用的激光切割管理系統可以累計已超過500臺, 約占全世界正在發展運行控制系統資源總量的2%。

        在金屬加工行業中,激光切割廣泛應用于厚度不超過20毫米的低碳鋼和厚度為8毫米的不銹鋼,例如自動扶梯、升降機面板、機床和食品機械罩、各種電氣柜、開關柜、紡織機械零件、工程機械零件、大型電工硅鋼片等。另外, 一些建筑裝飾、廣告、服務管理行業用的金屬圖案、標識、字體亦可通過利用中國激光切割制造。

        數控磚塔沖床適合進行大批量生產結構形狀可以簡單的產品。成品有電氣柜、通訊系統開關柜、電梯門板、扶手板、鋼制家具等。從相同的切割進行加工與沖壓技術條件相比較, 激光切割機的價格水平一般比數控磚塔沖床高, 但由于其靈活性及其它社會各方面對面的信息優勢(例如中國激光切割只需按照繪圖形狀切割、另外亦不需制造企業模具, 使生產經營周期時間縮短) 。近年來,一些廠家逐漸認識到激光切割機帶來的高效益,為了提高市場競爭力,企業在配備多臺數控磚塔沖床的同時購買了激光切割機。 適應各類產品。所以, 與其說激光切割機與數控磚塔沖床存在市場競爭, 到不如說是一個互相進行補充作用更為貼切。

        2、激光切割的典型應用

        2.1 汽車領域的應用

        先進的三維激光設備, 不但我們可以通過實現車體零件的切割, 還可實現企業整個轎車車身整體的切割、焊接、熱處理、熔覆、甚至三維測量, 從而能夠實現教學常規加工過程中無法得到實現的技術發展要求。德國通快公司的三維空間激光技術設備在奔馳汽車公司、奧迪公司、寶馬集團公司、大眾對于公司、通用航空公司、福特金融公司、雷諾公司、SKODA公司、歐寶公司、SAAB公司、VOLVO公司和戴姆勒一克萊斯勒公司可以成功地進行應用研究多年。

        2.2 航空領域的廣泛應用

        國際上眾多的航空公司發動機技術企業可以采用一個三維激光加工設備信息進行燃燒器段的高溫合金材料的切割和打孔任務, 在軍用和民用航空器的鋁合金材料或特殊教育材料的激光切割都獲得了中國成功。

        3、激光焊接的特點及應用

        激光焊接是一種高速、非接觸、最小變形的焊接方法,非常適合大批量連續在線加工。隨著中國激光設備和加工技術的發展, 激光焊接工作能力也在不斷提高增強。目前,1mm板材采用4kW CO2激光焊接,焊接速度高達20m/min,如汽車工業中汽車箱體底部的大板材拼接焊接。激光進行焊接的方式方法主要有信息傳導焊和穿透焊2 種。目前,熔透焊接是世界上主要的激光應用方式。近些年來, 高功率萬瓦級激光器在機械、汽車、鋼鐵等工業管理部門工作獲得了發展日益得到廣泛的應用。

        與其它焊接技術相比,激光焊接機的主要優點是:

        (1) 激光進行焊接發展速度快, 焊縫深寬比很大( 可達5~10) , 變形小。

        (2)適用于加工有密封要求的精密零件、箱體零件和焊接零件。激光束經聚集后可獲得很小的光斑, 能精密產品定位, 可應用于大批量自動化技術生產, 不僅可以生產管理效率得到大大發展提高, 且熱影響區小, 焊點無污染, 大大增加提高了我們焊接的質量。

        (3)激光焊縫力學性能良好,一般焊縫的力學性能優于母材。

        (4)焊接時無需屏蔽或真空環境,對工業規模生產具有重要意義。

        (5) 通過激光送絲焊接和激光送粉焊接等新工藝進行技術, 實現中國激光產品產業化發展應用, 開拓了激光可以焊接新的應用研究領域。

        (6)可以通過焊接難以接近的部分來執行非接觸長距離焊接。尤其是近幾年來, 在YAG 激光進行加工企業技術中采用了光纖網絡傳輸信息技術, 使激光焊接生產技術發展獲得了更廣泛的推廣與應用。

        總之,激光焊接具有以下優點: 強度高,超長壽命; 焊接速度快,效率高; 搭接工藝簡單,廢品率低; 定位精度低,適合工業生產。主要技術應用于軍工生產企業、食品發展工業、化學工業、石化工業。

        4、激光焊接的典型應用

        4.1 激光焊接汽車用大板拼接的應用

        為了能夠滿足我國汽車服務行業對寬幅鋼板和特殊教育功能鋼板的需求, 通過使用激光焊接方法進行大板拼接, 滿足汽車廠大型三維功能沖壓件的要求。激光焊接的應用,這類部件已實施了汽車制造商在世界各地。例如, 奔馳、寶馬中國大眾、通用、豐田、歐寶SAAB、戴姆勒一克萊斯勒等眾多企業公司都早已發展應用。1m寬的冷軋鋼板可以通過激光焊接組裝成2m寬的鋼板。

        4.2 激光焊接在齒輪加工方面的應用

        激光進行焊接一個齒輪的工藝從根本上改變了中國傳統的設計和制造企業理念, 為齒輪箱體類部件的加工發展提供了更好的經濟性和更為簡單緊湊的結構。采用激光焊接齒輪技術,需要加工整個環形長齒環,然后切割成若干個齒環,再根據齒輪箱對傳動軸的要求焊接。

        5、結束語

        激光加工企業技術已在眾多領域可以得到社會廣泛應用, 隨著激光加工信息技術、設備、工藝分析研究的不斷深入, 將具有更廣闊的應用市場前景。

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        分析激光切割與焊接的幾種典型應用

        作者:cqnan 發布時間:2022-05-24

        20世紀20年代愛因斯坦提出的光受激輻射的觀點預見了激光的發生, 40 年后的1960年美國科學家梅曼領先研制勝利的第一臺紅寶石激光器標志著激光的正式降生, 隨后, 激光技術迅猛發展。繼固體激光器后, 氣體通過激光器、化學研究激光器、染料激光器、原子激光器、離子結合激光器、半導體激光器、X 射線激光器和光纖激光器發展相繼開始問世, 應用管理領域也擴展到其他諸如企業電子、輕工、包裝、禮品、小五金工業、醫療服務器械、汽車、機械設計制造、鋼鐵、冶金、石油等,為傳統文化工業的技術進行改造和制造業的現代化建設提供一個先進的技術教育裝備。

        與普通光相比,激光具有單色(單波長)、相干性、方向性和高光強四個特性。激光束易于傳輸, 其時間不同特性和空間結構特性分析可以同時分別管理控制, 經聚焦后可得到極小的光斑, 具有極高功率密度的激光光束可以熔化、氣化任何其他材料, 也可對材料的局部區域活動進行研究精密快速提高加工。在加工中,熱輸入工件小,熱影響區和熱變形小,加工效率高,易于實現自動化。激光信息技術是一門具有綜合性發展高新企業技術, 涉及光學、機械學、電子學等學科。同樣,激光加工設備也涉及許多學科,從而決定了它的高科技和高產率??v觀中國國際和國內激光應用發展情況需要經過多年的研究設計開發和完善,當代的激光器和激光加工企業技術與設備已相當成熟, 形成了這一系列激光加工生產工藝。

        介紹了激光加工技術在金屬切割和焊接中的應用。

        1、激光切割的特點及應用

        激光切割是當前世界各國發展應用研究最多的激光加工企業技術, 在國外許多不同領域, 例如, 汽車工業制造業和機床制造業都采用激光切割方式進行鈑金零部件的加工。隨著高功率激光光束質量的不斷提高,激光切割的加工對象將越來越廣泛,幾乎包括所有金屬和非金屬材料。例如我們可以通過利用激光對高硬度、高脆性、高熔點的材料方面進行不同形狀復雜的三維立體零件切割, 這也正是由于激光切割的優勢企業所在。

        現在,選擇激光切割系統的企業主要分為兩大類: 一類是大中型制造企業,這些企業生產的產品大量需要切割、切割,并且具有較強的經濟技術實力; 另一類統稱為加工站,專門從事對外激光加工業務,自身無主導產品。它的存在問題一方面可滿足學生一些中小企業進行加工的需要, 另一重要方面在初期對推廣應用激光切割技術可以帶來宣傳教育示范的作用。

        激光切割的幾個關鍵技術是光、機、電一體化技術。激光光束的參數、機器與數控技術系統的性能和精度都直接通過影響研究激光可以切割的效率和品質。激光切割的精度、效率和質量隨切割功率、速度、頻率、材料厚度和材料質量等參數的變化而變化。

        1.1 激光切割的主要優點

        (1) 切割產品品質好: 切口進行寬度窄( 一般為0.1-0.5mm) 、精度高( 一般孔中心距誤差0.1- 0.4mm, 輪廓結構尺寸計算誤差0.1~0.5mm) 、切口以及表面不同粗糙度好( 一般Ra為12.5~25μm) , 切縫一般可以不需要通過二次生產加工技術即可完成焊接。

        (2)高切削速度,如使用2kW激光功率,8mm碳鋼的切削速度為1.6m/min;2mm不銹鋼的切削速度為3.5m/min,熱影響區小,變形最小。

        (3) 清潔、安全、無污染, 大大提高改善了操作管理人員的工作生活環境。

        激光切割屬于非接觸光學熱處理,被稱為“無磨損萬能工具”。工件可以通過進行分析任意形式的緊密排料或套裁, 使原材料得到學生充分開發利用。由于非接觸加工,被加工部件的變形現象被最小化并且磨損量被減少。

        其實就是激光進行切割亦有其不足問題之處, 就精度和切口表面粗度而言, 激光切割未能超過電加工, 就切割厚度一般而言企業難以發展達到提高火焰和等離子切割的水準。另外,它不能與轉塔沖頭相同,用于成形、攻絲、折疊等。

        1.2 激光切割與沖床的比較

        以前, 鈑金加工技術行業可以利用中國傳統沖床進行沖壓, 以后經濟發展至數控轉塔沖床及復合機床。隨著社會的進步,激光切割技術也被引入到金屬加工行業中,成為一種發展迅速、應用廣泛的先進加工方法。據非正式統計, 我國在工業企業生產中使用的激光切割管理系統可以累計已超過500臺, 約占全世界正在發展運行控制系統資源總量的2%。

        在金屬加工行業中,激光切割廣泛應用于厚度不超過20毫米的低碳鋼和厚度為8毫米的不銹鋼,例如自動扶梯、升降機面板、機床和食品機械罩、各種電氣柜、開關柜、紡織機械零件、工程機械零件、大型電工硅鋼片等。另外, 一些建筑裝飾、廣告、服務管理行業用的金屬圖案、標識、字體亦可通過利用中國激光切割制造。

        數控磚塔沖床適合進行大批量生產結構形狀可以簡單的產品。成品有電氣柜、通訊系統開關柜、電梯門板、扶手板、鋼制家具等。從相同的切割進行加工與沖壓技術條件相比較, 激光切割機的價格水平一般比數控磚塔沖床高, 但由于其靈活性及其它社會各方面對面的信息優勢(例如中國激光切割只需按照繪圖形狀切割、另外亦不需制造企業模具, 使生產經營周期時間縮短) 。近年來,一些廠家逐漸認識到激光切割機帶來的高效益,為了提高市場競爭力,企業在配備多臺數控磚塔沖床的同時購買了激光切割機。 適應各類產品。所以, 與其說激光切割機與數控磚塔沖床存在市場競爭, 到不如說是一個互相進行補充作用更為貼切。

        2、激光切割的典型應用

        2.1 汽車領域的應用

        先進的三維激光設備, 不但我們可以通過實現車體零件的切割, 還可實現企業整個轎車車身整體的切割、焊接、熱處理、熔覆、甚至三維測量, 從而能夠實現教學常規加工過程中無法得到實現的技術發展要求。德國通快公司的三維空間激光技術設備在奔馳汽車公司、奧迪公司、寶馬集團公司、大眾對于公司、通用航空公司、福特金融公司、雷諾公司、SKODA公司、歐寶公司、SAAB公司、VOLVO公司和戴姆勒一克萊斯勒公司可以成功地進行應用研究多年。

        2.2 航空領域的廣泛應用

        國際上眾多的航空公司發動機技術企業可以采用一個三維激光加工設備信息進行燃燒器段的高溫合金材料的切割和打孔任務, 在軍用和民用航空器的鋁合金材料或特殊教育材料的激光切割都獲得了中國成功。

        3、激光焊接的特點及應用

        激光焊接是一種高速、非接觸、最小變形的焊接方法,非常適合大批量連續在線加工。隨著中國激光設備和加工技術的發展, 激光焊接工作能力也在不斷提高增強。目前,1mm板材采用4kW CO2激光焊接,焊接速度高達20m/min,如汽車工業中汽車箱體底部的大板材拼接焊接。激光進行焊接的方式方法主要有信息傳導焊和穿透焊2 種。目前,熔透焊接是世界上主要的激光應用方式。近些年來, 高功率萬瓦級激光器在機械、汽車、鋼鐵等工業管理部門工作獲得了發展日益得到廣泛的應用。

        與其它焊接技術相比,激光焊接機的主要優點是:

        (1) 激光進行焊接發展速度快, 焊縫深寬比很大( 可達5~10) , 變形小。

        (2)適用于加工有密封要求的精密零件、箱體零件和焊接零件。激光束經聚集后可獲得很小的光斑, 能精密產品定位, 可應用于大批量自動化技術生產, 不僅可以生產管理效率得到大大發展提高, 且熱影響區小, 焊點無污染, 大大增加提高了我們焊接的質量。

        (3)激光焊縫力學性能良好,一般焊縫的力學性能優于母材。

        (4)焊接時無需屏蔽或真空環境,對工業規模生產具有重要意義。

        (5) 通過激光送絲焊接和激光送粉焊接等新工藝進行技術, 實現中國激光產品產業化發展應用, 開拓了激光可以焊接新的應用研究領域。

        (6)可以通過焊接難以接近的部分來執行非接觸長距離焊接。尤其是近幾年來, 在YAG 激光進行加工企業技術中采用了光纖網絡傳輸信息技術, 使激光焊接生產技術發展獲得了更廣泛的推廣與應用。

        總之,激光焊接具有以下優點: 強度高,超長壽命; 焊接速度快,效率高; 搭接工藝簡單,廢品率低; 定位精度低,適合工業生產。主要技術應用于軍工生產企業、食品發展工業、化學工業、石化工業。

        4、激光焊接的典型應用

        4.1 激光焊接汽車用大板拼接的應用

        為了能夠滿足我國汽車服務行業對寬幅鋼板和特殊教育功能鋼板的需求, 通過使用激光焊接方法進行大板拼接, 滿足汽車廠大型三維功能沖壓件的要求。激光焊接的應用,這類部件已實施了汽車制造商在世界各地。例如, 奔馳、寶馬中國大眾、通用、豐田、歐寶SAAB、戴姆勒一克萊斯勒等眾多企業公司都早已發展應用。1m寬的冷軋鋼板可以通過激光焊接組裝成2m寬的鋼板。

        4.2 激光焊接在齒輪加工方面的應用

        激光進行焊接一個齒輪的工藝從根本上改變了中國傳統的設計和制造企業理念, 為齒輪箱體類部件的加工發展提供了更好的經濟性和更為簡單緊湊的結構。采用激光焊接齒輪技術,需要加工整個環形長齒環,然后切割成若干個齒環,再根據齒輪箱對傳動軸的要求焊接。

        5、結束語

        激光加工企業技術已在眾多領域可以得到社會廣泛應用, 隨著激光加工信息技術、設備、工藝分析研究的不斷深入, 將具有更廣闊的應用市場前景。

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