激光焊接技术PPT.ppt

激光焊接技术 姚春峰 啥叫激光 激光的应用 激光激光应用的领域 主要有工业 医疗 商业 科研 信息和军事六个领域 工业应用中 主要有材料加工和测量控制 医疗应用 有治疗和诊断 商业应用 激光加工之激光焊接技术 激光束高亮度 方向性好 单色性好 人们首先想到的是它可以熔化金属 切割钢板 自然也就想到激光焊接 作为一种高能量密度的热源 激光束由于其潜的优势 使其在焊接领域得到了迅速的发展和应用 已逐渐成为传统焊接技术的补充和发展 对其工艺方法的深入研究可为其在国内的应用建立良好的基础 由于激光束本身的特点 使之成为未来制造系统共同的加工手段 一 激光焊接原理以及特点 激光焊接原理根据激光焊时焊缝的形成特点 可以把激光焊分为热导焊和深熔焊 前者使用激光功率低 熔池形成时间长 且熔深浅 多用于小型零件的焊接 后者的功率密度高 激光辐射区金属熔化速度快 在金属熔化的同时伴有强烈的汽化 能获得熔深较大的焊缝 焊缝的深宽比比较大 可达12 1 加工原理示意图 示意图 小孔效应 材料表面发生汽化而形成小孔 孔内金属蒸汽压力与四周液体的静力和表面张力形成动态平衡 激光可以通过孔中直射到孔底 这种现象称为小孔效应 KeyholeEffect 小孔的作用和黑体一样 能将射入的激光能量完全吸收 使包围着这个孔腔的金属熔化 孔壁外液体的流动和壁层的表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持动态平衡 小孔效应原理图 吸收能量 熔化金属 二 激光焊接优点 1 焦点光斑小 功率密度高 能焊接高熔点 高强度的合金材料 2 不需使用电极 没有电极污染或受损的顾虑 且因不属于接触式焊接制程 机具的耗损及变形接可降至最低 3 激光焊接自动化程度高 可以用计算机进行控制 焊接速度快 功效高 可进行任何复杂形状的焊接 4 激光焊接热影响区小 材料变形小 无需后续工序 5 处理工件可放置在封闭的空间 5 激光焊接与电子束加工相比较 不需要严格的真空设备系统 操作方便 不受磁场所影响 电弧焊接及电子束焊接则容易 能精确的对准焊件 6 激光束易于导向 聚焦 实现各方向变换 生产效率高 加工质量稳定可靠 经济效益和社会效益好 三 激光焊接的分类 根据激光对工件的工作方式或激光束输出方式不同 可以把激光焊接分为脉冲激光焊接和连续激光焊接 根据实际作用在工件上的功率密度或激光焊接时焊缝的形成特点 又可以把激光焊接分为热传导焊接和深熔焊接两类 脉冲激光焊 脉冲激光焊加热斑点微小 每个激光脉冲在金属上形成一个焊点 要用于微型 精密元件和微电子元件的焊接 热传导焊接 激光辐射加热工件表面 表面热量通过热传导向内部扩散 通过控制激光脉冲的宽度 能量 峰功率和重复频率等激光参数 使工件熔化 形成特定的熔池 其特点加热速度快 焊点小 焊缝窄 热影响区小 因而变形小 精度高 质量好 用于汽车飞机等有代表性的工业制造部门中 热传导焊接接头形式 接头形式有对接 搭接 端接 角接等 四 激光焊国内外发展状况 20世纪80年代中期 激光焊接作为新技术在欧洲 美国 日本得到了广泛的关注 1985年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车公司合作 在Audi100车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板 90年代欧洲 北美 日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规模使用激光拼焊板技术 目前 无论实验室还是汽车制造厂的实践经验 均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造 激光焊级的其他开发 随着工业激光产业的快速发展 市场对激光加工技术的要求越来越高 激光技术已从单一应用逐渐转向多元化应用 激光加工方面不再是单一的切割或者焊接 市场对激光加工要求切割和焊接一体化的需求也越来越多 激光切割和激光焊接的切焊一体化激光加工设备应运而生 激光焊板整体冲压 汽车激光焊点示意图 世界上NB的公司企业 世界著名的激光焊接企业有瑞士Soudonic公司 法国阿赛洛钢铁集团 德国蒂森克虏伯集团TWB公司 加拿大Servo Robot公司 德国Precitec公司等 崛起中的天朝 中国的激光拼焊板技术应用刚刚起步 2002年10月25日 中国第一条激光拼焊板专业化商业生产线正式投入运行 由武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊从德国蒂森克虏伯集团TWB公司引进 此后上海宝钢阿赛洛激光拼焊公司 一汽宝友激光拼焊有限公司等相继投产 崛起中的天朝 2003年由华工激光提供的国内首台大型带材在线式焊接成套设备通过离线验收 该设备集激光切割 焊接和热处理于一身 使我国华工激光成为世界上第四家能够生产此类设备的企业 2004年华工激光法利莱 高功率激光切割 焊接及切焊组合加工技术与设备 项目获得国家科学技术进步二等奖 成为国内目前唯一具备该项技术与设备研制能力的激光企业 现实中的激光焊接设备 南方制造业比较发达 深圳金属激光焊接机 模具机械制造行业激光焊接 插播个小插曲 山寨 MadeInChina 这货不是丰田Aygo 山寨 MadeInChina 敢不敢再像点 TopGear 18x02 TopGear 18x02 TopGear 18x02 TopGear 18x02 TopGear 18x02 TopGear 18x02 TopGear 18x02 我勒个去 小结 在中国 激光产业的未来发展方向 应是实现激光产业与传统产业的紧密结合 用先进的激光制造技术改造传统产业 不仅提升着传统产业的发展 同时也借助传统产业的优势 使自身取得广阔的发展空间 小结 希望不久的将来中国能在激光焊接方向站在世界的顶端 研究并生产出性能更优良的设备 只要别像中国的足球一样让国民们心灰意冷就哦了 80 90后是科幻片的主人公 科技发展飞速 也许以后的某一天 现在科幻片里的发明创造就真的被实现了 身为总工程师的我们 应该把肩膀练硬准备挑起富国强民的担子 也许真的有一天由你发明创造的东西成为