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智能制造解决方案

激光是指原子受激辐射产生的光,是一种能量密度高、方向性和单色性好的相干光辐射。激光加工是将激光聚焦于被加工物体上,使物体加热、融化或气化,从而达到加工目的。激光加工具备无接触加工、高效率、材料损耗低、加工范围广与易自动化集成等特征,也就造就了激光加工相对于传统加工具备明显优势。激光加工的优势使其在众多领域替代传统加工方式,下游应用层出不穷。除了传统钣金中的切割和焊接应用,激光设备已经在汽车、3C、锂电池、光伏、航空和医疗领域得到广泛应用。

激光技术是中国制造业转型升级的关键支撑技术之一,因此中国政府历来高度重视发展激光产业,已出台多项政策支持激光设备及其核心部件激光器的发展。政府政策-1

激光在工业上的应用主要体现在利用激光束与物质相互作用的特性对材料进行加工处理,激光加工按激光束对材料的作用效果可划分为激光切割、激光焊接、激光打标、激光熔覆等。2021年激光切割设备和激光焊接设备的市场占比分别为38.1%和18.9%,合计占比57%,是激光的主流应用方式。

激光应用市场占比

激光焊接技术作为一种新兴的高端加工技术,近年来得到了广泛应用。作为一种高精度、高效率、非接触的加工技术,激光焊接技术在多种复杂领域中拥有广泛应用,如航空、汽车、锂电池、电子、船舶、石油、机械等。下面将从激光焊接机的工艺、材料、机器人、气体以及操作方法等多角度进行分析。

车身激光焊-1

一、激光焊接机的工艺分析

激光焊接机器通常由激光器、光束传输设备、焊接头部、工作平台等组成,其工作原理是:将激光束聚焦到一定的焦点上形成高能密度的光束区域,通过加热金属表面使其熔化,然后进行熔化池搅动、流动、冷却、再结晶等过程,最终完成焊接任务。

激光焊接机的优点是焊接质量高,焊缝尺寸小,热效应小,因此适用于焊接高品质材料。在激光焊接机的发展历程中,单脉冲激光焊接、双脉冲激光焊接、激光钎焊、激光深焊接等技术逐渐成熟,且得到了广泛应用。同时,激光焊接机具有自动化程度高,生产效率高的特点,是传统焊接技术的一种重要替代技术。

二、激光焊接机可以焊哪些材料?

激光焊接机可以焊接各种金属材料,包括铝、镁、钢、铜等。不仅如此,现代激光焊接技术还可以焊接不同材质的组合件,如钢铝复合板、陶瓷金属复合材料等。在焊接这些复合材料时,激光焊接机可以减小热影响区,提高焊接强度和耐磨性,从而提高产品的整体质量。

三、激光焊接机器人

与传统手动焊接相比,激光焊接机器人可以实现大规模、自动化生产。机器人可以根据预置的程序精确控制光束位置、熔池大小,充分利用激光焊接的快速响应和高精度特点,提高产品质量和生产效率。此外,在不同焊接任务的转换时,机器人可以换不同的焊接头,实现快速转换。

四、激光焊接机用什么气体?

在激光焊接过程中,气体扮演着至关重要的角色。气体可以清除焊接池中的杂质,控制过热区域的大小,防止空气对焊接材料造成污染。常用的气体有氦气、氮气、氧气、氩气等。不同的焊接任务需要不同的气体类型和流量,以保证最佳的焊接效果。

五、激光焊接机的操作方法

激光焊接机的操作方法比传统焊接技术要更加复杂。在开始进行激光焊接前,需要进行严格的预处理工作,如准确定位、表面处理等。此外,激光焊接过程中需要持续控制光束焦点和功率,严格控制气体的流量和压力,及时清理焊接头部和熔池杂质。通常情况下,激光焊接的焊接触发方式有强制触发和自动跟踪触发方式。