激光焊接

      20世紀(jì)70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。

      屬于熔融焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上。

焊接特性

      激光束可由平面光學(xué)元件（如鏡子）導(dǎo)引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。

      激光焊接屬非接觸式焊接，作業(yè)過程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。

      激光焊可以與MIG焊組成激光MIG復(fù)合焊，實(shí)現(xiàn)大熔深焊接，同時(shí)熱輸入量比MIG焊大為減小。

激光焊接和傳統(tǒng)焊接的區(qū)別

      傳統(tǒng)焊接包括手工焊接和自動(dòng)化焊接兩種方式，其主要原理是通過加熱物體表面將物體熔化或者熱塑變形，從而實(shí)現(xiàn)緊密連接的目的。而激光焊接則是利用激光束在焊接處產(chǎn)生一個(gè)高溫小區(qū)，使金屬材料達(dá)到熔化狀態(tài)后，再通過去掉熔池表面的氧化皮來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接。

      1、焊接速度

      激光焊接與傳統(tǒng)焊接相比，具有明顯的焊接速度優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)焊接采用熱源或電弧進(jìn)行加熱并持續(xù)加壓后才能完成焊接，而激光焊接只需聚焦激光光束即可，其焊接速度約為傳統(tǒng)焊接的2-10倍。

      2、精度和效率

      激光焊接技術(shù)非常精確，能夠在微米級(jí)別下進(jìn)行焊接，從而使焊縫更加精細(xì)、美觀，同時(shí)焊接質(zhì)量也更好。激光焊接利用激光束的高能量密度，可以在瞬間熔化金屬，與傳統(tǒng)焊接相比，更具高效性。

      3、材料影響

      傳統(tǒng)焊接的熱源產(chǎn)生的強(qiáng)烈熱量會(huì)使焊接區(qū)域周圍的金屬受到過度加熱和變形，從而影響焊接質(zhì)量。而激光焊接時(shí)，激光光束只對(duì)過程中所焊接的小區(qū)域產(chǎn)生影響，不會(huì)對(duì)其周圍金屬產(chǎn)生影響，這使得操作更加容易且焊接質(zhì)量更好。

技術(shù)原理

      激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實(shí)現(xiàn)，激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2為熱傳導(dǎo)焊，此時(shí)熔深淺、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2時(shí)，金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點(diǎn)。

      其中熱傳導(dǎo)型激光焊接原理為：激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等激光參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。

      用于齒輪焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接機(jī)主要涉及激光深熔焊接。

      激光深熔焊接一般采用連續(xù)激光光束完成材料的連接，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，即能量轉(zhuǎn)換機(jī)制是通過“小孔”（Key-hole）結(jié)構(gòu)來(lái)完成的。在足夠高的功率密度激光照射下，材料產(chǎn)生蒸發(fā)并形成小孔。這個(gè)充滿蒸氣的小孔猶如一個(gè)黑體，幾乎吸收全部的入射光束能量，孔腔內(nèi)平衡溫度達(dá)2500℃左右，熱量從這個(gè)高溫孔腔外壁傳遞出來(lái)，使包圍著這個(gè)孔腔四周的金屬熔化。小孔內(nèi)充滿在光束照射下壁體材料連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態(tài)金屬四周包圍著固體材料（而在大多數(shù)常規(guī)焊接過程和激光傳導(dǎo)焊接中，能量首先沉積于工件表面，然后靠傳遞輸送到內(nèi)部）?？妆谕庖后w流動(dòng)和壁層表面張力與孔腔內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力相持并保持著動(dòng)態(tài)平衡。光束不斷進(jìn)入小孔，小孔外的材料在連續(xù)流動(dòng)，隨著光束移動(dòng)，小孔始終處于流動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)。就是說(shuō)，小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導(dǎo)光束前進(jìn)速度向前移動(dòng)，熔融金屬充填著小孔移開后留下的空隙并隨之冷凝，焊縫于是形成。上述過程的所有這一切發(fā)生得如此快，使焊接速度很容易達(dá)到每分鐘數(shù)米。

主要優(yōu)點(diǎn)

      （1）可將入熱量降到最低的需要量，熱影響區(qū)金相變化范圍小，且因熱傳導(dǎo)所導(dǎo)致的變形亦最低。

      （2）32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數(shù)業(yè)經(jīng)檢定合格，可降低厚板焊接所需的時(shí)間甚至可省掉填料金屬的使用。

      （3）不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程，機(jī)具的耗損及變形接可降至最低。

      （4）激光束易于聚焦、對(duì)準(zhǔn)及受光學(xué)儀器所導(dǎo)引，可放置在離工件適當(dāng)之距離，且可在工件周圍的機(jī)具或障礙間再導(dǎo)引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無(wú)法發(fā)揮。 

      （5）工件可放置在封閉的空間（經(jīng)抽真空或內(nèi)部氣體環(huán)境在控制下）。

      （6）激光束可聚焦在很小的區(qū)域，可焊接小型且間隔相近的部件。

      （7）可焊材質(zhì)種類范圍大，亦可相互接合各種異質(zhì)材料。

      （8）易于以自動(dòng)化進(jìn)行高速焊接，亦可以數(shù)位或電腦控制。

      （9）焊接薄材或細(xì)徑線材時(shí)，不會(huì)像電弧焊接般易有回熔的困擾。

      （10）不受磁場(chǎng)所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精確的對(duì)準(zhǔn)焊件。

      （11）可焊接不同物性（如不同電阻）的兩種金屬。

      （12）不需真空，亦不需做X射線防護(hù)。 

      （13）若以穿孔式焊接，焊道深一寬比可達(dá)10:1。

      （14）可以切換裝置將激光束傳送至多個(gè)工作站。

主要缺點(diǎn)

      （1）焊件位置需非常精確，務(wù)必在激光束的聚焦范圍內(nèi)。

      （2）焊件需使用夾治具時(shí)，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。

      （3）最大可焊厚度受到限制滲透厚度遠(yuǎn)超過19mm的工件，生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接。

      （4）高反射性及高導(dǎo)熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會(huì)受激光所改變。

      （5）當(dāng)進(jìn)行中能量至高能量的激光束焊接時(shí)，需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅(qū)除，以確保焊道的再出現(xiàn)。

      （6）能量轉(zhuǎn)換效率太低，通常低于10%。

      （7）焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。

      （8）設(shè)備昂貴。

工藝增強(qiáng)技術(shù)

      為了消除或減少激光焊接的缺陷,更好地應(yīng)用這一優(yōu)秀的焊接方法,提出了一些用其它熱源與激光進(jìn)行復(fù)合焊接的工藝,主要有激光與電弧、激光與等離子弧、激光與感應(yīng)熱源復(fù)合焊接、雙激光束焊接以及多光束激光焊接等。此外還提出了各種輔助工藝措施，如激光填絲焊（可細(xì)分為冷絲焊和熱絲焊）、外加磁場(chǎng)輔助增強(qiáng)激光焊、保護(hù)氣控制熔池深度激光焊、激光輔助攪拌摩擦焊等。

工藝參數(shù)

(1)功率密度。

      功率密度是激光加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。采用較高的功率密度，在微秒時(shí)間范圍內(nèi)，表層即可加熱至沸點(diǎn)，產(chǎn)生大量汽化。因此，高功率密度對(duì)于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。對(duì)于較低功率密度，表層溫度達(dá)到沸點(diǎn)需要經(jīng)歷數(shù)毫秒，在表層汽化前，底層達(dá)到熔點(diǎn)，易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導(dǎo)型激光焊接中，功率密度在范圍在10^4~10^6W/CM^2。

(2)激光脈沖波形。

      激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要問題，尤其對(duì)于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面，金屬表面將會(huì)有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi)，金屬反射率的變化很大。

(3)激光脈沖寬度。

      脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一，它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù)，也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)。

(4)離焦量對(duì)焊接質(zhì)量的影響。

      激光焊接通常需要一定的離做文章一，因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發(fā)成孔。離開激光焦點(diǎn)的各平面上，功率密度分布相對(duì)均勻。離焦方式有兩種：正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論，當(dāng)正負(fù)離焦平面與焊接平面距離相等時(shí)，所對(duì)應(yīng)平面上功率密度近似相同，但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同。負(fù)離焦時(shí)，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過程有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，激光加熱50~200us材料開始熔化，形成液相金屬并出現(xiàn)問分汽化，形成市壓蒸汽，并以極高的速度噴射，發(fā)出耀眼的白光。與此同時(shí)，高濃度汽體使液相金屬運(yùn)動(dòng)至熔池邊緣，在熔池中心形成凹陷。當(dāng)負(fù)離焦時(shí)，材料內(nèi)部功率密度比表面還高，易形成更強(qiáng)的熔化、汽化，使光能向材料更深處傳遞。所以在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)要求熔深較大時(shí)，采用負(fù)離焦；焊接薄材料時(shí)，宜用正離焦。

國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

      20世紀(jì)80年代中期，激光焊接作為新技術(shù)在歐洲、美國(guó)、日本得到了廣泛的關(guān)注。1985年德國(guó)蒂森鋼鐵公司與德國(guó)大眾汽車公司合作，在Audi100車身上成功采用了全球第一塊激光拼焊板。90年代歐洲、北美、日本各大汽車生產(chǎn)廠開始在車身制造中大規(guī)模使用激光拼焊板技術(shù)。目前，無(wú)論實(shí)驗(yàn)室還是汽車制造廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，均證明了拼焊板可以成功地應(yīng)用于汽車車身的制造。

      激光拼焊是采用激光能源，將若干不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進(jìn)行自動(dòng)拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等，以滿足零部件對(duì)材料性能的不同要求，用最輕的重量、最優(yōu)結(jié)構(gòu)和最佳性能實(shí)現(xiàn)裝備輕量化。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，激光拼焊不僅在交通運(yùn)輸裝備制造業(yè)中被使用，還在建筑業(yè)、橋梁、家電板材焊接生產(chǎn)、軋鋼線鋼板焊接（連續(xù)軋制中的鋼板連接）等領(lǐng)域中被大量使用。

      世界著名的激光焊接企業(yè)有瑞士Soudonic公司、法國(guó)阿賽洛鋼鐵集團(tuán)、德國(guó)蒂森克虜伯集團(tuán)TWB公司、加拿大Servo-Robot公司、德國(guó)Precitec公司等。

      中國(guó)的激光拼焊板技術(shù)應(yīng)用剛剛起步，2002年10月25日，中國(guó)第一條激光拼焊板專業(yè)化商業(yè)生產(chǎn)線正式投入運(yùn)行，由武漢蒂森克虜伯中人激光拼焊從德國(guó)蒂森克虜伯集團(tuán)TWB公司引進(jìn)。此后上海寶鋼阿賽洛激光拼焊公司、一汽寶友激光拼焊有限公司等相繼投產(chǎn)。

      2003年 由華工激光提供的國(guó)內(nèi)首臺(tái)大型帶材在線式焊接成套設(shè)備通過離線驗(yàn)收。該設(shè)備集激光切割、焊接和熱處理于一身，使我國(guó)華工激光成為世界上第四家能夠生產(chǎn)此類設(shè)備的企業(yè)。

      2004年 華工激光“高功率激光切割,焊接及切焊組合加工技術(shù)與設(shè)備”項(xiàng)目獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng),成為國(guó)內(nèi)目前唯一具備該項(xiàng)技術(shù)與設(shè)備研制能力的激光企業(yè)。

       中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所與日本石川島播磨重工株式會(huì)社進(jìn)行國(guó)際合作，遵循國(guó)家引進(jìn)消化后再創(chuàng)新的科技發(fā)展戰(zhàn)略，攻克激光拼焊若干個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，于2006年9月開發(fā)出國(guó)內(nèi)第一套激光拼焊成套生產(chǎn)線，并成功開發(fā)了機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了平面和空間曲線的激光焊接。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、制造業(yè)應(yīng)用

      激光拼焊(TailoredBlandLaserWelding)技術(shù)在國(guó)外轎車制造中得到廣泛的應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年全球范圍內(nèi)剪裁坯板激光拼焊生產(chǎn)線超過100條，年產(chǎn)轎車構(gòu)件拼焊坯板7000萬(wàn)件，并繼續(xù)以較高速度增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的引進(jìn)車型Passat，Buick，Audi等也采用了一些剪裁坯板結(jié)構(gòu)。日本以CO2激光焊代替了閃光對(duì)焊進(jìn)行制鋼業(yè)軋鋼卷材的連接，在超薄板焊接的研究，如板厚100微米以下的箔片，無(wú)法熔焊，但通過有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以成功，顯示了激光焊的廣闊前途。日本還在世界上首次成功開發(fā)了將YAG激光焊用于核反應(yīng)堆中蒸氣發(fā)生器細(xì)管的維修等，在國(guó)內(nèi)蘇寶蓉等還進(jìn)行了齒輪的激光焊接技術(shù)。

2、粉末冶金領(lǐng)域

      隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多工業(yè)技術(shù)上對(duì)材料特殊要求，應(yīng)用冶鑄方法制造的材料已不能滿足需要。由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域如汽車、飛機(jī)、工具刃具制造業(yè)中正在取代傳統(tǒng)的冶鑄材料，隨著粉末冶金材料的日益發(fā)展，它與其它零件的連接問題顯得日益突出，使粉末冶金材料的應(yīng)用受到限制。在八十年代初期，激光焊以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入粉末冶金材料加工領(lǐng)域，為粉末冶金材料的應(yīng)用開辟了新的前景，如采用粉末冶金材料連接中常用的釬焊的方法焊接金剛石，由于結(jié)合強(qiáng)度低，熱影響區(qū)寬特別是不能適應(yīng)高溫及強(qiáng)度要求高而引起釬料熔化脫落，采用激光焊接可以提高焊接強(qiáng)度以及耐高溫性能。

3、汽車工業(yè)

      20世紀(jì)80年代后期，千瓦級(jí)激光成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，而今激光焊接生產(chǎn)線已大規(guī)模出現(xiàn)在汽車制造業(yè)，成為汽車制造業(yè)突出的成就之一。德國(guó)奧迪、奔馳、大眾、瑞典的沃爾沃等歐洲的汽車制造廠早在20世紀(jì)80年代就率先采用激光焊接車頂、車身、側(cè)框等鈑金焊接，90年代美國(guó)通用、福特和克萊斯勒公司竟相將激光焊接引入汽車制造，盡管起步較晚，但發(fā)展很快。意大利菲亞特在大多數(shù)鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接，日本的日產(chǎn)、本田和豐田汽車公司在制造車身覆蓋件中都使用了激光焊接和切割工藝，高強(qiáng)鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車車身制造中使用得越來(lái)越多，根據(jù)美國(guó)金屬市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，至2002年底，激光焊接鋼結(jié)構(gòu)的消耗將達(dá)到70000t比1998年增加3倍。根據(jù)汽車工業(yè)批量大、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，激光焊接設(shè)備向大功率、多路式方向發(fā)展。在工藝方面美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與PrattWitney聯(lián)合進(jìn)行在激光焊接過程中添加粉末金屬和金屬絲的研究，德國(guó)不萊梅應(yīng)用光束技術(shù)研究所在使用激光焊接鋁合金車身骨架方面進(jìn)行了大量的研究，認(rèn)為在焊縫中添加填充余屬有助于消除熱裂紋，提高焊接速度，解決公差問題，開發(fā)的生產(chǎn)線已在奔馳公司的工廠投入生產(chǎn)。

4、電子工業(yè)

      激光焊接在電子工業(yè)中，特別是微電子工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于激光焊接熱影響區(qū)小加熱集中迅速、熱應(yīng)力低，因而正在集成電路和半導(dǎo)體器件殼體的封裝中，顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性，在真空器件研制中，激光焊接也得到了應(yīng)用，如鉬聚焦極與不銹鋼支持環(huán)、快熱陰極燈絲組件等。傳感器或溫控器中的彈性薄壁波紋片其厚度在0.05-0.1mm，采用傳統(tǒng)焊接方法難以解決，TIG焊容易焊穿，等離子穩(wěn)定性差，影響因素多而采用激光焊接效果很好，得到廣泛的應(yīng)用。

5、生物醫(yī)學(xué)

      生物組織的激光焊接始于20世紀(jì)70年代，Klink等及jain[13]用激光焊接輸卵管和血管的成功焊接及顯示出來(lái)的優(yōu)越性，使更多研究者嘗試焊接各種生物組織，并推廣到其他組織的焊接。有關(guān)激光焊接神經(jīng)方面目前國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在激光波長(zhǎng)、劑量及其對(duì)功能恢復(fù)以及激光焊料的選擇等方面的研究，劉銅軍進(jìn)行了激光焊接小血管及皮膚等基礎(chǔ)研究的基礎(chǔ)上又對(duì)大白鼠膽總管進(jìn)行了焊接研究。激光焊接方法與傳統(tǒng)的縫合方法比較，激光焊接具有吻合速度快，愈合過程中沒有異物反應(yīng)，保持焊接部位的機(jī)械性質(zhì)，被修復(fù)組織按其原生物力學(xué)性狀生長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)將在以后的生物醫(yī)學(xué)中得到更廣泛的應(yīng)用。

6、其他領(lǐng)域

      在其他行業(yè)中，激光焊接也逐漸增加特別是在特種材料焊接中國(guó)內(nèi)進(jìn)行了許多研究，如對(duì)BT20鈦合金、HEl30合金、Li-ion電池等激光焊接，德國(guó)玻璃機(jī)械制造商GlamacoCoswig公司與IFW接合技術(shù)與材料實(shí)驗(yàn)研究院合作開發(fā)出了一種用于平板玻璃的激光焊接新技術(shù)。 

機(jī)器人

      激光焊接機(jī)器人是一種使用激光作為熱源的自動(dòng)化焊接設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)高速、高精度、高質(zhì)量的焊接過程。以下是關(guān)于激光焊接機(jī)器人的詳細(xì)介紹：

一、工作原理

      激光焊接機(jī)器人的工作原理是通過激光器產(chǎn)生高能量密度的激光束，該激光束通過光纖或鏡頭系統(tǒng)傳輸?shù)郊庸ゎ^，然后聚焦到工件上，使工件局部熔化形成焊縫。這種焊接方式非常迅速，因?yàn)榧す馐軌蛱峁└吣芰棵芏?，從而降低熱影響區(qū)域。

二、核心技術(shù)

      激光源和焦點(diǎn)控制：激光焊接機(jī)器人的核心是激光源，能夠產(chǎn)生高強(qiáng)度的激光束。通過光學(xué)透鏡系統(tǒng)進(jìn)行焦點(diǎn)控制，可以調(diào)整焦點(diǎn)的位置和焦距。

      工件定位和路徑規(guī)劃：激光焊接機(jī)器人配備視覺系統(tǒng)或傳感器，用于準(zhǔn)確定位焊接部件的位置。路徑規(guī)劃程序則指導(dǎo)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，確保激光焊接頭按照所需路徑在工件上移動(dòng)。

      實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)整：機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控焊接過程，確保焊接參數(shù)如激光功率、焦點(diǎn)位置和焦距在正確范圍內(nèi)，以維持焊接質(zhì)量。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

      激光焊接機(jī)器人在多個(gè)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，包括但不限于：

      汽車制造業(yè)：用于汽車制造中的車身焊接、零部件焊接等工藝，提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量。

      電子行業(yè)：在電子產(chǎn)品制造中，如手機(jī)、電腦等設(shè)備的組裝和焊接工藝上發(fā)揮重要作用，實(shí)現(xiàn)精細(xì)焊接。

      航空航天業(yè)：可用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、航天器結(jié)構(gòu)件的焊接等，滿足高精度和高強(qiáng)度的焊接需求。

      金屬加工行業(yè)與醫(yī)療器械行業(yè)：在金屬加工和醫(yī)療器械制造中，激光焊接機(jī)器人也有廣泛應(yīng)用，如鋼結(jié)構(gòu)焊接、管道焊接以及精密儀器的組裝和焊接等。

四、優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

      高效率：采用無(wú)接觸焊接，實(shí)現(xiàn)高速、高質(zhì)量的焊接過程。

      高精度：激光能量高度集中，熱影響區(qū)小，保證焊縫的對(duì)位精度和重復(fù)定位精度。

      高質(zhì)量：焊縫組織均勻，氣孔和缺陷少，提高焊縫的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性能。

      高靈活性：適應(yīng)大幅面空間焊接，可根據(jù)生產(chǎn)需求定制夾具，適應(yīng)不同規(guī)格和形狀的工件。

      總的來(lái)說(shuō)，激光焊接機(jī)器人以其高精度、高質(zhì)量和高效率的特點(diǎn)，在多個(gè)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用和推廣。

激光焊接使用方法

      激光焊接機(jī)的使用方法涉及多個(gè)步驟，包括準(zhǔn)備階段、操作階段和后續(xù)處理階段。以下是一個(gè)詳細(xì)的指南：

一、準(zhǔn)備階段

      1、安全教育：

      首次接觸激光焊機(jī)前，必須接受專業(yè)安全培訓(xùn)，了解激光輻射的危害及防護(hù)措施。盡管高質(zhì)量的激光焊機(jī)輻射可忽略不計(jì)，但仍需佩戴專用防護(hù)眼鏡、穿戴防火隔熱服等防護(hù)用品。

      2、環(huán)境檢查：

      確保作業(yè)區(qū)域通風(fēng)良好，無(wú)易燃易爆物品。設(shè)置警示標(biāo)志，限制無(wú)關(guān)人員進(jìn)入。

      3、設(shè)備檢查：

      開機(jī)前檢查激光器、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及安全裝置是否正常。

      檢查激光焊接機(jī)外觀是否干凈無(wú)灰無(wú)油，無(wú)雜物堆放。

      檢查冷卻系統(tǒng)，確保冷卻水水位在正常范圍之內(nèi)，并保持清潔。天冷時(shí)需添加防凍液，溫度升高則需更換回純凈水。

      檢查氬氣瓶，確保氬氣正常連接打開。

      4、材料準(zhǔn)備：

      準(zhǔn)備進(jìn)行焊接的金屬，并確保焊接區(qū)域無(wú)塵、干凈。

      使用火焰去除任何表面的氧化物或其他污染物。

      對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行打磨，使其光滑以便于激光束能夠完全聚焦。

二、操作階段

      1、參數(shù)設(shè)定：

      根據(jù)被焊材料的種類、厚度及焊接要求，預(yù)設(shè)激光功率、焊接速度、焦點(diǎn)位置等參數(shù)。精細(xì)調(diào)整以達(dá)到最佳焊接效果。

      2、安裝激光頭：

      精確安裝激光焊接機(jī)的激光頭，確保其對(duì)準(zhǔn)工作區(qū)域，且不能過度傾斜。

      3、啟動(dòng)設(shè)備：

      打開激光焊接機(jī)系統(tǒng)開關(guān)，觀察水溫是否合適（一般設(shè)定在21℃左右，可根據(jù)情況在20~25℃之間適當(dāng)調(diào)整）。

      開啟激光器開關(guān)。

      4、正式焊接：

      將待焊接的材料放置在焊接平臺(tái)上，調(diào)整激光焦點(diǎn)位置。

      根據(jù)即將焊接的工件選擇模式，輸入各項(xiàng)參數(shù)。激光焊接機(jī)可為薄壁材料與精密件實(shí)施焊接，進(jìn)行拼焊、角焊、疊焊等全方位操作。

      啟動(dòng)激光焊機(jī)，按照預(yù)設(shè)路徑進(jìn)行焊接。注意監(jiān)控焊接過程，適時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)，確保焊接質(zhì)量。

三、后續(xù)處理階段

      1、質(zhì)量檢驗(yàn)：

      焊接完成后，立即進(jìn)行外觀及內(nèi)部質(zhì)量檢查，如焊縫外觀、熔深、有無(wú)缺陷等。必要時(shí)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。

      2、清理工作：

      清理焊接區(qū)域，去除焊渣、飛濺物等。

      3、記錄數(shù)據(jù)：

      記錄焊接過程的數(shù)據(jù)，如焊接時(shí)間、激光功率、焊接速度等，以便于后續(xù)分析和改進(jìn)。

      4、設(shè)備維護(hù)：

      定期檢查設(shè)備的各個(gè)部件，確保其工作狀態(tài)良好。

      焊接完成后，退出程序，依次關(guān)閉激光器系統(tǒng)、氬氣閥門以及電源開關(guān)。

四、高級(jí)操作技巧

      1、動(dòng)態(tài)焊接參數(shù)調(diào)整：

      針對(duì)不同焊接部位，靈活調(diào)整焊接參數(shù)，如在拐角處減慢速度，保持能量密度，防止過焊或未焊合。

      2、優(yōu)化焊接路徑：

      利用CAD/CAM軟件規(guī)劃最優(yōu)化的焊接路徑，減少空走時(shí)間，提高效率。

      3、故障排查：

      熟悉常見故障代碼及其含義，如激光器報(bào)警、冷卻系統(tǒng)異常等，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，聯(lián)系售后或?qū)I(yè)維修團(tuán)隊(duì)。

      通過遵循以上步驟和技巧，可以安全、高效地使用激光焊接機(jī)進(jìn)行焊接工作。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，建議用戶關(guān)注廠家發(fā)布的最新信息和技術(shù)更新，以便不斷提升焊接質(zhì)量和效率。

市場(chǎng)前景

      激光焊接市場(chǎng)前景廣闊，以下是對(duì)該市場(chǎng)前景的詳細(xì)分析：

一、市場(chǎng)需求增長(zhǎng)

      市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大：近年來(lái)，激光焊接設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年中國(guó)激光焊接成套設(shè)備市場(chǎng)銷售收入約為115.2億元，較上年增長(zhǎng)38.6%。預(yù)計(jì)到2024年，中國(guó)激光焊接設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

      應(yīng)用領(lǐng)域廣泛：激光焊接技術(shù)在汽車制造、航空航天、消費(fèi)電子、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體、 通信 等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著這些行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)激光焊接技術(shù)的需求也在不斷增加。

      政策支持：各國(guó)政府對(duì)于激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予了高度重視和支持，出臺(tái)了一系列政策和規(guī)劃，如《中國(guó)制造2025》等，明確了要加快發(fā)展激光技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)，為激光焊接市場(chǎng)提供了良好的政策環(huán)境。

二、技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新

      技術(shù)性能提升：隨著新型高功率激光器的出現(xiàn)和激光焊接技術(shù)的不斷創(chuàng)新，激光焊接的速度、深度和焊接質(zhì)量得到了顯著提升。特別是光纖激光焊接技術(shù)，因其高效率和靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度焊接，適用于復(fù)雜的焊接路徑。

      智能化與自動(dòng)化：人工智能技術(shù)的引入使得激光焊接變得更加智能化和自動(dòng)化，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)識(shí)別焊接缺陷并進(jìn)行調(diào)整，從而提高焊接質(zhì)量和效率。

      綠色焊接技術(shù)：綠色激光焊接技術(shù)逐漸受到重視，相關(guān)企業(yè)正在致力于開發(fā)更高效、低能耗的焊接設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

三、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

      國(guó)內(nèi)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈：目前，激光焊接機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，國(guó)內(nèi)外眾多品牌紛紛涉足。國(guó)內(nèi)品牌如大族激光、銳科激光、華工科技等憑借其較高的性價(jià)比和完善的售后服務(wù)在市場(chǎng)中占據(jù)一定份額；而國(guó)際品牌如IPG、相干等則以其先進(jìn)的技術(shù)和穩(wěn)定的性能受到用戶的青睞。

      產(chǎn)業(yè)鏈完善：激光焊接市場(chǎng)的發(fā)展也促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和完善。激光器、光學(xué)元件、控制系統(tǒng)等核心部件的供應(yīng)商在市場(chǎng)中扮演著重要的角色，為激光焊接設(shè)備提供了高質(zhì)量、高性能的零部件。

四、市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

      小型化與便攜化：小型化激光焊接設(shè)備的出現(xiàn)使得焊接工作更加靈活，適用于各種場(chǎng)景。便攜式手持激光焊接設(shè)備在小型企業(yè)和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中展現(xiàn)出良好的市場(chǎng)前景。

      多功能化：激光焊接與其他加工技術(shù)的結(jié)合，如激光切割和激光打標(biāo)，將提高生產(chǎn)效率。這種多功能設(shè)備的出現(xiàn)，能夠滿足不同加工需求，提升整體生產(chǎn)能力。

      適應(yīng)新能源產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)：隨著新能源技術(shù)的不斷進(jìn)步，新能源產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和材料也在不斷變化。激光焊接機(jī)需要不斷適應(yīng)這些變化，開發(fā)出適合新能源產(chǎn)品的焊接工藝和設(shè)備，以滿足市場(chǎng)的需求。

      綜上所述，激光焊接市場(chǎng)前景廣闊，市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)，技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新為市場(chǎng)注入了新的活力。同時(shí)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局日益激烈，企業(yè)需要不斷提升自身的產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)水平和品牌影響力，以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。