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激光加工對激光器有什么要求?


激光加工對激光器有什么要求?

  據有關資料統計,在歐美發達工業國家中,有50%-70%的汽車零部件是用激光加工來完成的。其中主要以激光焊接為主和切割為主,激光加工在汽車工業中已成為標準工藝。激光用于車身面板的焊接可將不同厚度和具有不同表面涂鍍層的金屬板焊在一起,然后再進行沖壓,這樣制成的面板結構能達到最合理的金屬組合。激光焊接的速度約為4.5m/min,而且很少變形,省去了二次加工。激光焊接加速了用沖壓零件代替鍛造零件的進程。采用激光焊接,可以減少搭接寬度和一些加強部件,還可以壓縮車身結構件本身的體積。僅此一項車身的重量可減少56kg。激光焊接用于車頂外殼與框架焊接,傳動轉換器蓋板的焊接,由CNC控制,其循環時間約為16秒,實際焊接時間僅為3秒,一天可連續運行24小時。用于焊接小轎車的變速箱總成和底盤,激光束的焊接速度快,易于自動化控制并且易于歸并到一個靈活的制造系統中,激光束改進了廠家的產品設計投產周期,降低了成品的廢品率。

激光(受激輻射光)最基本的特點就是:單色性、方向性、相關性,這些獨特性質加上由此而來的超高亮度,超短脈沖等性質使它已經緊緊的和現代工業結合在一起,這些特質非常適合焊接加工。激光器一般按產生激光的工作物質不同來分類,主要有半導體(GaAs,InP等)激光器、固體(Nd:YAG等)激光器、氣體(CO2、He-Ne等)激光器、液體(可調諧染料等)激光器、化學激光器、自由電子激光器等。其中氣體激光器以氣體或金屬蒸汽為發光粒子,它是目前種類最多,激勵方式最多樣化,激光波長分布區域最寬,容易實現大功率連續輸出,應用最廣泛的一類激光器。固體激光器是將產生激光的粒子摻于固體基質,其濃度比氣體大,因而可以獲得比較大的激光能量輸出,具有能量大,峰值功率高,機構緊湊,牢固耐用等特點。在激光焊接中主要就采用這兩種受激物質的激光器。

  激光焊接技術在制造領域的應用穩步增長,由脈沖到連續,由小功率到大功率,由薄板到厚件,由簡單單縫到復雜形狀,激光焊接在不斷的演化過程中已經逐步成為一種成熟的現代加工工藝技術。激光焊接分為脈沖激光焊接和連續激光焊接,在連續焊接中又可分為熱傳導焊接和深穿透焊接。隨著激光輸出功率的提高,特別是高功率CO2激光器的出現,激光深穿透技術在國內外都得到了迅速發展,最大的焊接深寬比已經達到了12:1,激光焊接材料也由一般低碳鋼發展到了今天的焊接鍍鋅板、鋁板、鈦板、銅板和陶瓷材料,激光焊接速度也達到了每分鐘幾十米,激光焊接技術日益成熟,并大量應用到生產線上,在汽車生產線上如齒輪焊接,汽車底板及結構件(包括車門車身)的高速拼焊并已取得了巨大的經濟和社會效益。

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