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激光材料加工的发展历程和未来展望(二)

 激光焊接解决方案需要考虑到部件准备、机械接合、夹紧等因素,激光焊接在根本上是不同于激光切割的。

  因此,更多的系统制造商针对他们的特定市场提供特殊的解决方案。

  在汽车行业的率先应用

  ● 1973 年——福特采用配备3 kW CO2 激光器的车身底部焊接系统

  ● 1976 年——菲亚特开发用激光焊接同步齿轮

  ● 1979 年——通用用CO2 激光器焊接不锈钢

  ● 1980 年——丰田和本田使用富士配备CO2 激光器的3轴系统用于冲模更换

  ● 1983 年——蒂森钢铁用1 kW 的CO2 激光器焊接两块镀锌钢板。这是首个“拼焊板”。

  ● 1984 年——福特(Saline)采用500 W CO2 激光器修剪塑料仪表板

  ● 1986 年——宝马使用配备CO2 激光器的5 轴龙门架焊接车顶

  八十年代后期应用激光焊接的进一步例子是汽车行业中的气门挺杆、燃油过滤器、减震器及齿轮的焊接。在九十年代早期,开始是通过CO2 激光器结合铰链式反射镜臂和机器人,实现了车顶焊接;后来通过使用柔性光纤和灯泵浦Nd :YAG 激光器实现车顶焊接。

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  图3:4Kw 光纤激光器正在对汽车部件进行扫描焊接

  随着激光源实现了更高的可靠性、更高的效率和更好的光束质量,以及新技术的涌现,使得激光加工市场拓展到了更广泛的新领域,如:

  ● 差距、车轴(填丝,感应前,后热处理)

  ● 金刚石锯片

  ● 拼焊板,一维,二维,刀具硬化(铝硅涂层的烧蚀)

  ● 激光焊接管材,主要由板条CO2 激光器连续焊接

  ● 热交换器(夹紧技术)

  ● 铝合金焊接:燃油滤清器、汽车车身、混合激光焊接(光束质量好,功率稳定)

  ● 机身部分的铝合金焊接(空中客车,板条CO2 激光器)

  ● 复合金属板设计,采用激光焊接,如排气部件(自动化)

  ● 喷油嘴焊接(光束质量)

  ● 基于扫描仪的焊接技术(光束质量)

  —远程焊接系统(座椅结构,板条CO2 激光器)

  —远程飞行扫描焊接(白车身焊接,光纤/ 碟片激光器)

  —热交换器的扫描焊接

  大多数的应用可以通过CO2 激光器或光纤激光器系统实现。今天的CO2 激光焊接过程,具有更少的飞溅产生,这使得它们成为动力系统应用或是管道焊接应用的首选。光纤激光器的效率、波长和最少的维护需求,加之灵活的光纤传输,使得光纤激光器是一种经济的工具选择。

  工业激光器的未来

  如今,面向宏观应用的激光技术已获得了良好的发展,并日趋成熟,比起变革,更多的将是根据市场的需求进行性能上的改进。有专家预计新一代高效率的半导体激光器,可以具备更高功率的光束,以用于一般的切割。由于新一代光纤激光器在效率、成本、适用性、和可靠性方面已经设立了较高的标杆,因此对于新一代半导体激光器而言,在这些方面具备更明显的优势是其面临的一大挑战。成熟应用市场还会继续增长,并向新领域不断拓宽,尤其是焊接领域,以及激光增材制造、远程切割等新应用领域。

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