青島哪里有對外電子束焊接加工

【專家解說】：激光焊接 1、 激光： 激發(fā)電子或分子使其在轉(zhuǎn)換成能量的過程中產(chǎn)生集中且相位相同的光束，Laser來自Light Amplification by Stimulated Emission Radiation的第一個字母所組成。 2、 激光設(shè)備： 由光學震蕩器及放在震蕩器空穴兩端鏡間的介質(zhì)所組成。介質(zhì)受到激發(fā)至高能量狀態(tài)時，開始產(chǎn)生同相位光波且在兩端鏡間來回反射，形成光電的串結(jié)效應(yīng)，將光波放大，并獲得足夠能量而開始發(fā)射出激光。 激光亦可解釋成將電能、化學能、熱能、光能或核能等原始能源轉(zhuǎn)換成某些特定光頻（紫外光、可見光或紅外光的電磁輻射束的一種設(shè)備。轉(zhuǎn)換形態(tài)在某些固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)中很容易進行。當這些介質(zhì)以原子或分子形態(tài)被激發(fā)，便產(chǎn)生相位幾乎相同且近乎單一波長的光束-----激光。由于具同相位及單一波長，差異角均非常小，在被高度集中以提供焊接、切割及熱處理等功能前可傳送的距離相當長。 3、 發(fā)展過程： 世界上的第一個激光束于1960年利用閃光燈泡激發(fā)紅寶石晶粒 所產(chǎn)生，因受限于晶體的熱容量，只能產(chǎn)生很短暫的脈沖光束且頻率很低。雖然瞬間脈沖峰值能量可高達10^6瓦，但仍屬于低能量輸出。 使用釹（ND）為激發(fā)元素的釔鋁石榴石晶棒（Nd:YAG）可產(chǎn)生1---8KW的連續(xù)單一波長光束。YAG激光，波長為1.06uM，可以通過柔性光纖連接到激光加工頭，設(shè)備布局靈活，適用焊接厚度0.5-6mm。 使用CO2為激發(fā)物的CO2激光（波長10.6uM），輸出能量可達25KW，可做出2mm板厚單道全滲透焊接，工業(yè)界已廣泛用于金屬的加工上。 4、焊接特性： 屬于熔融焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上。 激光束可由平面光學元件（如鏡子）導引，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復合焊，實現(xiàn)大熔深焊接，同時熱輸入量比MIG焊大為減小。 5、激光焊接的主要優(yōu)點： （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，且因熱傳導所導致的變形亦最低。 （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，機具的耗損及變形接可降至最低。 （4）激光束易于聚焦、對準及受光學儀器所導引，可放置在離工件適當之距離，且可在工件周圍的機具或障礙間再導引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發(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）易于以自動化進行高速焊接，亦可以數(shù)位或電腦控制。 （9）焊接薄材或細徑線材時，不會像電弧焊接般易有回熔的困擾。 （10）不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精確的對準焊件。 （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。 （13）若以穿孔式焊接，焊道深一寬比可達10:1 （14）可以切換裝置將激光束傳送至多個工作站。 6、激光焊接的主要缺點： （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，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點對準。 （3）最大可焊厚度受到限制滲透厚度遠超過19mm的工件，生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接。 （4）高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改變。 （5）當進行中能量至高能量的激光束焊接時，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。 7、激光焊接工藝增強技術(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行復合焊接的工藝,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（可細分為冷絲焊和熱絲焊）、外加磁場輔助增強激光焊、保護氣控制熔池深度激光焊、激光輔助攪拌摩擦焊等。 8、激光焊接的工藝參數(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，在微秒時間范圍內(nèi)，表層即可加熱至沸點，產(chǎn)生大量汽化。因此，高功率密度對于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。對于較低功率密度，表層溫度達到沸點需要經(jīng)歷數(shù)毫秒，在表層汽化前，底層達到熔點，易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導型激光焊接中，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重要問題，尤其對于薄片焊接更為重要。當高強度激光束射至材料表面，金屬表面將會有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)備造價及體積的關(guān)鍵參數(shù)。 (4)離焦量對焊接質(zhì)量的影響。 激光焊接通常需要一定的離做文章一，因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發(fā)成孔。離開激光焦點的各平面上，功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種：正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負離焦。按幾何光學理論，當正負離焦平面與焊接平面距離相等時，所對應(yīng)平面上功率密度近似相同，但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過程有關(guān)。實驗表明，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，高濃度汽體使液相金屬運動至熔池邊緣，在熔池中心形成凹陷。當負離焦時，材料內(nèi)部功率密度比表面還高，易形成更強的熔化、汽化，使光能向材料更深處傳遞。所以在實際應(yīng)用中，當要求熔深較大時，采用負離焦；焊接薄材料時，宜用正離焦。 9、 激光焊國內(nèi)外發(fā)展狀況 20世紀80年代中期，激光焊接作為新技術(shù)在歐洲、美國、日本得到了廣泛的關(guān)注。1985年德國蒂森鋼鐵公司與德國大眾汽車公司合作，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，無論實驗室還是汽車制造廠的實踐經(jīng)驗，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、鋁合金材等進行自動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)和最佳性能實現(xiàn)裝備輕量化。在歐美等發(fā)達國家，激光拼焊不僅在交通運輸裝備制造業(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、法國阿賽洛鋼鐵集團、德國蒂森克虜伯集團TWB公司、加拿大Servo-Robot公司、德國Precitec公司等。 中國的激光拼焊板技術(shù)應(yīng)用剛剛起步，2002年10月25日，中國第一條激光拼焊板專業(yè)化商業(yè)生產(chǎn)線正式投入運行，由武漢蒂森克虜伯中人激光拼焊從德國蒂森克虜伯集團TWB公司引進。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)。 中科院沈陽自動化研究所與日本石川島播磨重工株式會社進行國際合作，遵循國家引進消化后再創(chuàng)新的科技發(fā)展戰(zhàn)略，攻克激光拼焊若干個關(guān)鍵技術(shù)，于2006年9月開發(fā)出國內(nèi)第一套激光拼焊成套生產(chǎn)線，并成功開發(fā)了機器人激光焊接系統(tǒng)，實現(xiàn)了平面和空間曲線的激光焊接。