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光纖激光焊接機(jī)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用

日期:2024/10/11 18:19:04 作者:華馳激光 閱讀數(shù):513

光纖激光器的總體優(yōu)勢(shì)如下

光纖激光焊接機(jī)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用(一)

優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、熔接衰耗小(相比冷接),操作簡(jiǎn)單。

光纖激光焊接機(jī)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用(二)

1)光纖本身就是一種導(dǎo)波介質(zhì),纖芯直徑小,纖內(nèi)容易實(shí)現(xiàn)高功率密度,能夠構(gòu)成具有高轉(zhuǎn)換效率、低閾值、高增益、輸出光束質(zhì)量好和線寬窄的激光器;

光纖激光焊接機(jī)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用(三)

2)光纖激光器可設(shè)計(jì)得小巧靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于系統(tǒng)集成;

3)由于光纖具有很高“表面積/體積”比,散熱好,工作環(huán)境溫度可以跨越-20℃~70℃,無需龐大的水冷系統(tǒng),使用壽命長,不需要頻繁維護(hù)維修。

光纖激光器的焊接應(yīng)用

近幾十年來,光纖激光器在激光行業(yè)大獲成功,且近期的報(bào)告都顯示這種增長將繼續(xù)保持良好的趨勢(shì)。無論是用于打標(biāo)的低功率光纖激光器,還是用于切割及焊接的高功率光纖激光器都迅速地?cái)U(kuò)大了市場(chǎng)份額。光纖激光器在工業(yè)激光器******市場(chǎng)——金屬薄板切割方面,也有望超過CO2激光器

1.中厚板焊接

多年來,焊接研究者一直在探索利用激光焊接厚板,但是嚴(yán)格的裝配要求、焊縫力學(xué)性能以及大功率激光器的高成本限制了厚板激光焊的應(yīng)用。與傳統(tǒng)CO2激光焊接工藝相比,光纖激光厚板焊接工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì),這主要得益于金屬材料對(duì)波長為1070 nm光纖激光的反射系數(shù)更低,特別在焊接鋁、銅等高反射系數(shù)金屬材料時(shí)的優(yōu)勢(shì)尤其明顯。光纖激光的高亮度特性可以顯著降低焊接過程對(duì)焦點(diǎn)位置的敏感性,從而降低了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量焊接的難度。另外,光纖激光與電弧復(fù)合焊接厚板能夠顯著降低工件熱變形現(xiàn)象,改善焊縫外觀并增加熔深。

光纖激光深熔焊接中厚板材料時(shí),極高的激光功率和極快的焊接速度,使得材料在極短的時(shí)間內(nèi)被加熱、升溫、熔化并發(fā)生劇烈的氣化,焊接區(qū)域溫度梯度的變化、加熱和冷卻速率極快,即焊接熱循環(huán)特性與其他焊接方法和低功率激光焊接不盡相同,使得焊接接頭組織特征和性能都將發(fā)生變化,必將影響焊接結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能及失效行為。

中厚板的光纖激光焊接國內(nèi)外已取得了一定的研究成果,但還處在應(yīng)用初期,焊接過程仍存在較多的問題沒有解決,如焊接過程穩(wěn)定性和缺陷抑制等,仍需開展系統(tǒng)深入的研究。

2.薄板焊接

光纖激光焊接具有高的光束質(zhì)量和焊接效率,較易實(shí)現(xiàn)鋼和鋁合金等薄板的焊接,焊接過程穩(wěn)定,且焊接質(zhì)量較好,已在汽車等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。由于薄鋼板激光焊接工藝較為成熟,焊接難度不大。目前,對(duì)薄板光纖激光焊接的研究主要集中在對(duì)激光反射較大的鋁合金和鈦合金等有色金屬材料上。

與其他類型的激光器相比,光纖激光焊接具有能量更為集中、焊接變形更小和柔性更高等優(yōu)點(diǎn),與其他熱源進(jìn)行復(fù)合或填絲能大大降低對(duì)接焊時(shí)的間隙裕度,減少焊接缺陷,提高接頭性能等,能較好地保證薄板的焊接質(zhì)量。對(duì)輕量化要求較高的航空航天領(lǐng)域利用激光焊接輕質(zhì)材料薄板具有更大的優(yōu)勢(shì),其中,鋁合金等薄板材料的光纖激光焊接已成為各國航空界研究的焦點(diǎn)。因此,隨著薄板材料光纖激光焊接技術(shù)的成熟,光纖激光在薄板焊接中的應(yīng)用將會(huì)獲得更大的發(fā)展空間。

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