高能束及特種激光焊接技術(shù)的發(fā)展分析(2)
2.2 激光器功率的大型化、脈沖方式以及高質(zhì)量的光束模式
以美國(guó)PRC(Penn Rebbbbbb Corporation)公司(北美最大的快速軸流CO2激光器制造廠(chǎng)家)為例,幾年前,用于切割的CO2激光器功率主要是1500~2000W,而近期的主導(dǎo)產(chǎn)品是4000~6000W, 6000W可切割的不銹鋼厚度、碳鋼厚度分別為35mm和40mm 。
PRC激光器有三種脈沖方式。切割金屬板開(kāi)始要打孔時(shí),采用超脈沖可使金屬立即被蒸發(fā)而形成穿孔;切割時(shí)使用門(mén)脈沖可減小熱影響區(qū),割縫窄,切割面光潔度高;采用超強(qiáng)脈沖(Hyperpulse)焊接反射性極強(qiáng)的Al 、Cu時(shí),脈沖尖峰先將材料表面溫度升高甚至熔化,以提高材料對(duì)激光能量的吸收,使連續(xù)波焊接穩(wěn)定進(jìn)行;對(duì)于表面鍍鋅材料,超強(qiáng)脈沖的尖峰可將其蒸發(fā),以利于連續(xù)波激光焊接的進(jìn)行;切割時(shí)采用超強(qiáng)脈沖,能減少甚至消除掛渣現(xiàn)象。不同功率范圍的激光,用于不同目的時(shí),對(duì)光束模式的要求也不同。
2.3 設(shè)備的智能化及加工的柔性化
尤其是對(duì)YAG激光,由于可用光纖傳輸,給加工帶來(lái)了極大的方便。瑞士LASAG公司的FLS 系列YAG固體激光機(jī)頗在這方面有代表性。其主要特點(diǎn)是:
⑴一機(jī)多用,一臺(tái)激光機(jī)同時(shí)具有焊接、切割、打孔和剝離(Laser Ablation)等功能。
⑵采用一臺(tái)激光機(jī)可進(jìn)行多工位(可達(dá)6個(gè))加工。既可進(jìn)行不同工位的分時(shí)加工,也可進(jìn)行幾個(gè)(多至6個(gè))工位的同時(shí)加工(能量多工位分配)。
⑶光纖長(zhǎng)度(從激光加工機(jī)到工位的距離)最長(zhǎng)可達(dá)60m 。
⑷開(kāi)放式的控制接口,可與CNC、PLC、PC等直接相連。
⑸具有遠(yuǎn)距離診斷功能。
2.4 束流的復(fù)合
最主要的是激光 — 電弧復(fù)合(Laser Arc Hybrid)。復(fù)合加工時(shí),激光產(chǎn)生的等離子體有利于電弧的穩(wěn)定;復(fù)合加工可提高加工效率;可提高焊接性差的材料諸如鋁合金、雙相鋼等的焊接性;可增加焊接的穩(wěn)定性和可靠性;通常,激光加絲焊是很敏感的,通過(guò)與電弧的復(fù)合,則變的容易而可靠。
激光 — 電弧復(fù)合主要是激光與TIG、Plasma以及GMA。通過(guò)激光與電弧的相互影響,可克服每一種方法自身的不足,進(jìn)而產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)。
GMA (GAS bbbbl Arc)成本低,使用填絲,適用性強(qiáng),缺點(diǎn)是熔深淺、焊速低、工件承受熱載荷大。
以美國(guó)PRC(Penn Rebbbbbb Corporation)公司(北美最大的快速軸流CO2激光器制造廠(chǎng)家)為例,幾年前,用于切割的CO2激光器功率主要是1500~2000W,而近期的主導(dǎo)產(chǎn)品是4000~6000W, 6000W可切割的不銹鋼厚度、碳鋼厚度分別為35mm和40mm 。
PRC激光器有三種脈沖方式。切割金屬板開(kāi)始要打孔時(shí),采用超脈沖可使金屬立即被蒸發(fā)而形成穿孔;切割時(shí)使用門(mén)脈沖可減小熱影響區(qū),割縫窄,切割面光潔度高;采用超強(qiáng)脈沖(Hyperpulse)焊接反射性極強(qiáng)的Al 、Cu時(shí),脈沖尖峰先將材料表面溫度升高甚至熔化,以提高材料對(duì)激光能量的吸收,使連續(xù)波焊接穩(wěn)定進(jìn)行;對(duì)于表面鍍鋅材料,超強(qiáng)脈沖的尖峰可將其蒸發(fā),以利于連續(xù)波激光焊接的進(jìn)行;切割時(shí)采用超強(qiáng)脈沖,能減少甚至消除掛渣現(xiàn)象。不同功率范圍的激光,用于不同目的時(shí),對(duì)光束模式的要求也不同。
2.3 設(shè)備的智能化及加工的柔性化
尤其是對(duì)YAG激光,由于可用光纖傳輸,給加工帶來(lái)了極大的方便。瑞士LASAG公司的FLS 系列YAG固體激光機(jī)頗在這方面有代表性。其主要特點(diǎn)是:
⑴一機(jī)多用,一臺(tái)激光機(jī)同時(shí)具有焊接、切割、打孔和剝離(Laser Ablation)等功能。
⑵采用一臺(tái)激光機(jī)可進(jìn)行多工位(可達(dá)6個(gè))加工。既可進(jìn)行不同工位的分時(shí)加工,也可進(jìn)行幾個(gè)(多至6個(gè))工位的同時(shí)加工(能量多工位分配)。
⑶光纖長(zhǎng)度(從激光加工機(jī)到工位的距離)最長(zhǎng)可達(dá)60m 。
⑷開(kāi)放式的控制接口,可與CNC、PLC、PC等直接相連。
⑸具有遠(yuǎn)距離診斷功能。
2.4 束流的復(fù)合
最主要的是激光 — 電弧復(fù)合(Laser Arc Hybrid)。復(fù)合加工時(shí),激光產(chǎn)生的等離子體有利于電弧的穩(wěn)定;復(fù)合加工可提高加工效率;可提高焊接性差的材料諸如鋁合金、雙相鋼等的焊接性;可增加焊接的穩(wěn)定性和可靠性;通常,激光加絲焊是很敏感的,通過(guò)與電弧的復(fù)合,則變的容易而可靠。
激光 — 電弧復(fù)合主要是激光與TIG、Plasma以及GMA。通過(guò)激光與電弧的相互影響,可克服每一種方法自身的不足,進(jìn)而產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)。
GMA (GAS bbbbl Arc)成本低,使用填絲,適用性強(qiáng),缺點(diǎn)是熔深淺、焊速低、工件承受熱載荷大。
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