關(guān)于激光焊接機(jī)用的激光器
激光焊接設(shè)備的關(guān)鍵是大功率激光器,主要有兩大類,一類是固體激光器,又稱Nd:YAG激光器。Nd:YAG激光器波長為1.06 mm,主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送,因此可以省去復(fù)雜的光束傳送系統(tǒng),適用于柔性制造系統(tǒng)或遠(yuǎn)程加工,通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業(yè)常用輸出功率為3~4 kW的Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器,又稱CO2激光器,分子氣體作工作介質(zhì),產(chǎn)生平均為10.6 mm的紅外激光,可以連續(xù)工作并輸出很高的功率,標(biāo)準(zhǔn)激光功率在2~5 kW之間。汽車工業(yè)中激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。
德國的Rofin-Sina公司和Trumpf公司主要生產(chǎn)CO2激光器,激光氙燈-YAG激光焊接設(shè)備知識(shí)HAAS公司則主要生產(chǎn)固體(Nd:YAG)激光器,而IPG公司生產(chǎn)新型的光纖激光器,Laserline公司生產(chǎn)半導(dǎo)體激光器,形成相互競爭又互相補(bǔ)充的激光技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)鏈。大眾汽車、寶馬汽車、奔馳汽車和美雅(Meyer)船廠是德國應(yīng)用激光焊接技術(shù)的示范企業(yè)。德國的大眾汽車已經(jīng)將激光焊接技術(shù)引入中國,并在上海大眾和一汽-大眾的轎車批量生產(chǎn)線上應(yīng)用,推動(dòng)了中國激光焊接技術(shù)的應(yīng)用。
使用輸出功率大于4 kW的二極管激發(fā)的固體激光器,對(duì)于鋁合金的焊接具有決定性的意義。這些系統(tǒng)的光束質(zhì)量特別好,能夠瞬間注入直徑為0.4 mm的光纖中。激光束的聚焦能力極大地依靠于光纖的截面積。這表明這種新一代的固體激光器的潛力是“點(diǎn)”直徑更小,功率密度更高,使人們能夠進(jìn)行以連續(xù)波的模式進(jìn)行焊接。例如,用于對(duì)小型樣品和小零件的各種連接,如對(duì)接、T形焊接和搭接進(jìn)行了研究,零件的材料是AlMgSi0.7(厚度:3 mm)和AlMg3(厚度:1.6 mm)鋁合金。高質(zhì)量的焊道外形只有在純粹的連續(xù)波狀態(tài)才有可能。當(dāng)使用千瓦級(jí)的二極管激發(fā)的Nd:YAG激光器焊接鋁時(shí),在很寬的參數(shù)范圍內(nèi)都能獲得很高的可靠性。
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