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苏州奥华激光加工中心
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| 激光焊接机焊接技术发展与应用 |
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| 来源：苏州奥华激光加工中心 发布时间：2016-03-16 关键词：激光焊接加工 |
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激光焊接机焊接技术是集激光技术、焊接技术、自动化技术、材料技术、机械制造技术及产品设计为一体的综合技术，最终既体现为成套专用设备，又体现为与之配套的工艺。作为先进制造技术的重要组成部分，激光焊接技术在未来航空制造业有着广阔的应用前景。激光焊接技术发展方向主要有以下几方面：
1. 填充焊丝激光焊
激光焊接机激光焊接一般不填充焊丝，但对焊件装配间隙要求很高，实际生产中有时很难保证，限制了其应用范围。采用填丝激光焊，可大大降低对装配间隙的要求。例如板厚2mm的铝合金板，如不采用填充焊丝，板材间隙必须为零才能获得良好的成形，如采用φ1.6mm的焊丝做为填充金属，即使间隙增至1.0mm，也可保证焊缝良好的成形。此外，填充焊丝还可以调整化学成分或进行厚板多层焊。
2. 光束旋转激光焊
使激光束旋转进行焊接的方法，也可大大降低焊件装配以及光束对中的要求。例如在2mm厚高强合金钢板对接时，容许对缝装配间隙从0.14mm增大到0.25mm；而对4mm厚的板，则从0.23mm增大到0.30mm。光束中心与焊缝中心的对准允许误差从0.25mm增加至0.5mm。
3. 激光焊接质量在线检测与控制
利用等离子体的光、声、电荷信号对激光焊接过程进行检测，近年来已成为国内外研究的热点，少数研究成果已达到了闭环控制的程度。激光焊接质量检测和控制系统所用传感器及其功能简单介绍如下：
（1）等离子体监测传感器
1）等离子体光学传感器（PS）：它的作用是采集等离子体的特征光一紫外光信号。
2）等离子体电荷传感器（PCS）：利用喷嘴做探针检测由于等离子体带电粒子（正离子、电子）的不均匀扩散而在喷嘴和工件之间形成的电位差。
（2）系统功能
1）识别激光焊接过程属于何种方式。稳定深熔焊过程，有等离子体，PS、PCS信号均很强；稳定热导焊过程，不产生等离子体，PS、PCS信号几乎等于零；模式不稳定焊过程，等离子体间断性地产生和消失，相应地PS、PCS信号间断性地上升和下降。
2）诊断传输到焊接区的激光功率是否正常、当其他参数一定时，PS和PCS信号的强弱与入射到焊接区的功率大小有对应关系。因此，监视PS和PCS信号就可以知道导光系统是否正常，焊接区的功率是否发生了波动。
3）喷嘴高度自动跟踪。PCS信号随喷嘴-工件距离的增加而减小。利用这一规律进行闭环控制可以保证喷嘴-工件距离不变，实现高度方向的自动跟踪。
4）焦点位置自动寻优和闭环控制。在深熔焊范围内，光束焦点位置发生波动时，PS接收到的等离子体光信号亦随之变化，以最佳焦点位置处（此时小孔最深）PS信号最小。依据所发现的这个规律，可以实现焦点位置自动寻优与闭环控制，使焦点位置波动小于0.2mm，熔深波动小于0.05mm。
总结：
人们在广泛应用激光焊接技术的同时，亦不断对其进行深入的研究，针对其存在的缺点，利用其他热源的加热性能来改善激光对工件的加热，在保持激光加热优点的基础上，从而把激光与其他热源一起进行复合热源焊接，主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接以及双激光束焊接等。复合焊接可增加焊接熔深，改善接头性能，降低设备成本，提高焊接速度与生产率。总之，激光焊接生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益良好。在新设备、新材料、新技术和新工艺层出不穷、不断更新的时代，生产者不仅要了解激光焊接的特性、优点和要求，还应认识到此领域的诸多创新和未来趋势，只有这样才能把握技术流行趋势，才能时刻走在时代的前沿。
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