激光焊接機(jī)技術(shù)是一門(mén)綜合技術(shù)，包含激光技術(shù)、焊接技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、材料技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)為一體的綜合技術(shù)，最終既體現(xiàn)為成套專(zhuān)用設(shè)備，又體現(xiàn)為與之配套的工藝。作為先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，激光焊接技術(shù)在未來(lái)航空制造業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。接下來(lái)由小編為您介紹激光焊接機(jī)技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向。
激光焊接機(jī)技術(shù)發(fā)展方向一：填充焊絲激光焊
激光焊接通常不填充焊絲，但對(duì)焊件裝配間隙要求很高，焊件間間隙必須小于一定范圍內(nèi)，由于實(shí)際生產(chǎn)中很難保證，因此縮小了激光焊接的應(yīng)用范圍。采用填絲激光焊，可大大降低對(duì)裝配間隙的要求。例如板厚2mm的鋁合金板，如不采用填充焊絲，板材間隙必須為零才能獲得良好的成形，如采用φ1.6mm的焊絲做為填充金屬，即使間隙增至1.0mm，也可保證焊縫良好的成形。此外，填充焊絲還可以調(diào)整化學(xué)成分或進(jìn)行厚板多層焊。
激光焊接機(jī)技術(shù)發(fā)展方向二：光束旋轉(zhuǎn)激光焊
使激光束旋轉(zhuǎn)進(jìn)行焊接的方法，也可大大降低焊件裝配以及光束對(duì)中的要求。例如在2mm厚高強(qiáng)合金鋼板對(duì)接時(shí)，容許對(duì)縫裝配間隙從0.14mm增大到0.25mm;而對(duì)4mm厚的板，則從0.23mm增大到0.30mm。光束中心與焊縫中心的對(duì)準(zhǔn)允許誤差從0.25mm增加至0.5mm。
激光焊接機(jī)技術(shù)發(fā)展方向三：激光焊接質(zhì)量在線檢測(cè)與控制
利用等離子體的光、聲、電荷信號(hào)對(duì)激光焊接過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，近年來(lái)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，少數(shù)研究成果已達(dá)到了閉環(huán)控制的程度。激光焊接質(zhì)量檢測(cè)和控制系統(tǒng)所用傳感器及其功能簡(jiǎn)單介紹如下：
(1)等離子體監(jiān)測(cè)傳感器
1)等離子體光學(xué)傳感器(PS)：它的作用是采集等離子體的特征光一紫外光信號(hào)。
2)等離子體電荷傳感器(PCS)：利用噴嘴做探針檢測(cè)由于等離子體帶電粒子(正離子、電子)的不均勻擴(kuò)散而在噴嘴和工件之間形成的電位差。
(2)系統(tǒng)功能
1)識(shí)別激光焊接過(guò)程屬于何種方式。穩(wěn)定深熔焊過(guò)程，有等離子體，PS、PCS信號(hào)均很強(qiáng);穩(wěn)定熱導(dǎo)焊過(guò)程，不產(chǎn)生等離子體，PS、PCS信號(hào)幾乎等于零;模式不穩(wěn)定焊過(guò)程，等離子體間斷性地產(chǎn)生和消失，相應(yīng)地PS、PCS信號(hào)間斷性地上升和下降。
2)診斷傳輸?shù)胶附訁^(qū)的激光功率是否正常、當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)，PS和PCS信號(hào)的強(qiáng)弱與入射到焊接區(qū)的功率大小有對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，監(jiān)視PS和PCS信號(hào)就可以知道導(dǎo)光系統(tǒng)是否正常，焊接區(qū)的功率是否發(fā)生了波動(dòng)。
3)噴嘴高度自動(dòng)跟蹤。PCS信號(hào)隨噴嘴-工件距離的增加而減小。利用這一規(guī)律進(jìn)行閉環(huán)控制可以保證噴嘴-工件距離不變，實(shí)現(xiàn)高度方向的自動(dòng)跟蹤。
4)焦點(diǎn)位置自動(dòng)尋優(yōu)和閉環(huán)控制。在深熔焊范圍內(nèi)，光束焦點(diǎn)位置發(fā)生波動(dòng)時(shí)，PS接收到的等離子體光信號(hào)亦隨之變化，以最佳焦點(diǎn)位置處(此時(shí)小孔最深)PS信號(hào)最小。依據(jù)所發(fā)現(xiàn)的這個(gè)規(guī)律，可以實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)位置自動(dòng)尋優(yōu)與閉環(huán)控制，使焦點(diǎn)位置波動(dòng)小于0.2mm，熔深波動(dòng)小于0.05mm。
激光焊接機(jī)技術(shù)發(fā)展總結(jié)
人們?cè)趶V泛應(yīng)用激光焊接技術(shù)的同時(shí)，亦不斷對(duì)其進(jìn)行深入的研究，針對(duì)其存在的缺點(diǎn)，利用其他熱源的加熱性能來(lái)改善激光對(duì)工件的加熱，在保持激光加熱優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從而把激光與其他熱源一起進(jìn)行復(fù)合熱源焊接，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)合焊接以及雙激光束焊接等。復(fù)合焊接可增加焊接熔深，改善接頭性能，降低設(shè)備成本，提高焊接速度與生產(chǎn)率。總之，激光焊接生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好。在新設(shè)備、新材料、新技術(shù)和新工藝層出不窮、不斷更新的時(shí)代，生產(chǎn)者不僅要了解激光焊接的特性、優(yōu)點(diǎn)和要求，還應(yīng)認(rèn)識(shí)到此領(lǐng)域的諸多創(chuàng)新和未來(lái)趨勢(shì)，只有這樣才能把握技術(shù)流行趨勢(shì)，才能時(shí)刻走在時(shí)代的前沿。
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