CO2激光器

以CO2作为工作物质的气体激光器，是目前材料加工中使用得最多的一种激光器。为了能对厚板和厚截面构件进行焊接，以及提高焊接、表面处理和厚板切割的加工速度，CO2激光器正向输出功率愈来愈大的方向发展，市场上早已有45kW CO2激光器出售，据说试验室已开发出90kW的CO2激光器。不过，目前材料加工实际使用的激光器绝大多数都不超过6kW。     

6061铝合金激光穿透焊的焊缝成形

分别采用光纤激光和YAG激光对2.5mm厚的6061铝合金开展了激光穿透焊接试验,研究了主要焊接参数对焊缝成形的影响规律。结果表明,与YAG激光相比,高能量密度的光纤激光更易于实现穿透焊接,且光纤激光获得良好焊缝成形的工艺区间更大。在穿透焊接条件下,焊缝截面形貌分为钉头形和近X形两种。当激光功率较高时,光纤激光焊缝更趋向于生成近X形截面,YAG激光焊缝更易于生成钉头形截面。焊缝成形受激光功率密度和焊接热输入双重因素的影响。随激光功率密度和焊接热输入的增大,光纤激光焊缝截面形貌逐渐由钉头形向近X形转变。     

扫描振镜激光TC4钛合金焊接性能及熔池流动行为

钛合金广泛应用于飞行器及航空航天发动机，激光焊是连接钛合金的优异焊接方法，目前主要问题是气孔导致的接头性能降低。扫描激光能显著改善激光焊接过程中的匙孔行为及熔池流动状态，从而降低气孔率、细化晶粒，最终提高接头性能。采用光纤激光器对4 mm厚TC4钛合金进行扫描振镜激光焊接，对比分析了以0.4 mm为步长、0.4～1.6 mm扫描幅度扫描前后的焊缝成形、力学性能、晶粒细化程度、熔池流动与匙孔行为。结果表明圆形扫描路径下，激光功率为4 kW、焊接速度为1.2 m/min、离焦量为0、扫描频率为100 Hz、扫描幅度为0.8 mm时，匙孔型气孔受显著抑制，且对应的接头抗拉强度最高，为1 025.03 MPa,达到了母材的96%。与无扫描光束相比较，扫描幅度为0.8 mm的接头上部平均晶粒面积减小了65%;圆形扫描的加入使熔池流动具有方向性，同时扫描激光能扩大并稳定匙孔，减少飞溅与气孔。     

激光立体印刷术在冲压喷气发动机上的应用

激光立体印刷术在冲压喷气发动机上的应用据法国《航空航天》１９９５年３月２４日报道法国航宇公司在欧洲首次采用激光立体印刷快速打样法生产长为８００ｍｍ、截面为４００ｍｍ×４００ｍｍ的大尺寸构件模型。由于该公司的快速打样机的容积为２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×２...     

基于机器人的自动激光焊接系统的开发

激光焊接作为一种高质量、高效率的焊接方法近年来得到了广泛的应用.机器人作为自动化技术与先进制造技术的典型代表和主要技术手段,在自动化焊接中发挥着重要的作用.本文介绍了在原有设备基础上,针对原有激光焊接设备存在的参数更改困难、时序控制精度低以及浪费人力、工作效率低等问题,利用激光器与机器人现有接口,进行了系统集成的软硬件设计,从而开发出一套基于机器人的自动激光焊接系统.实践表明,该系统操作方便,极大地提高了工作效率;完全可以控制机器人与激光器联动以及焊接过程中功率的调整,为激光焊接工艺的改进提供了有利的条件.     

激光微细加工的几种应用

本文介绍了激光技术进行打孔、划片和焊接等微细加工及其使用的激光器和激光焊接机的性能。可供从事微细加工者参考。     

TC4钛合金激光窄间隙焊接工艺与组织特征研究

使用IPG YLS-5000多模光纤激光器实现了12mm厚TC4钛合金光纤激光窄间隙焊接,优化了焊接工艺,并对焊缝组织和显微硬度进行了分析.结果表明:激光窄间隙焊接容易产生气孔和侧壁未熔合缺陷,优化后的焊接工艺能显著减少气孔并消除未融合缺陷.母材显微组织为典型的等轴组织,焊缝区显微组织由粗大的β柱状晶和网篮状马氏体α'组成.热影响区晶粒尺寸明显细化.热影响区组织由细小的针状马氏体α'、转变α组织和β转变组织构成.焊缝区和热影响区的显微硬度高于母材,近焊缝热影响区显微硬度达到最大值.     

大功率多束YAG激光耦合系统的性能分析

研制了一套YAG激光耦合装置,利用非相干合成技术将三束激光合成为一束大功率激光,再通过耦合技术经由一根光纤输出。从功率损耗、光束质量及焊接性能三个方面对耦合装置的性能进行分析。结果表明,耦合装置能量损失小于10%;耦合后光束能量分布均匀;与单束激光源相比,激光器的输出功率得到大幅度增加,激光焊接厚度得到增大,焊接效率得到提高。     

激光制造技术在航空领域中的应用

自上世纪70年代大功率激光器件诞生以来,已形成了激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理、激光合金化、激光熔覆、激光快速原型制造、金属零件激光直接成形、激光刻槽、激光标记、激光掺杂等十几种应用工艺。     

我国高功率全固态激光器成功实现应用

正工欲善其事,必先利其器。高功率全固态激光器技术就是先进制造领域的一把利器。目前,我国首个具有自主知识产权的高功率全固态激光器生产线在江苏丹阳建成,并实现批量生产。在汽车零部件激光焊接领域,自主研制的全固态激光器成功打破国外垄断,实现了产业化应用突破。自2012年以来,已为奇瑞汽车焊接了超过10万套自动变速箱的核心部件,为北京奔驰汽车焊接了近3万套天窗。攻克无预热情况下的激光熔覆防微裂纹、微气孔等核心技术,为全球第三大石油装备制造商威德福公司成功研制出超高耐磨转井部件,实现威德福首次将     

AZ31B变形镁合金激光-MIG复合焊焊接组织和性能分析

采用激光-MIC复合焊对10mm厚的AZ31B变形镁合金进行焊接.利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段分析了焊接接头的外观和截面特征、显微组织、元素分布、焊缝物相和断口形貌等,并检测了接头区域硬度和接头强度.试验结果表明:采用激光-MIG复合焊能获得成形美观的焊缝,无明显的缺陷;焊缝热影响最大宽度位于激光区,约为100μm,焊缝组织为15～25μm的等轴晶粒;相比于母材,焊缝区的镁元素出现烧损,铝和锰元素的比例有一定增加;焊缝区主要为Mg,Al和少量的MgO相.焊接接头硬度值较均匀;焊缝抗拉强度达到222MPa,断口形貌为混合断裂断口.     

大功率YAG激光器及其在航空制造中的应用

高能束流加工技术国防科技重点实验室于 2 0 0 2年引进了英国GSILumonics公司制造的AM 35 6型YAG激光器 ,最大输出功率可达 4 .5kW ,采用三级振荡加三级放大的结构 ,随激光器引进的还有ABB的机器人。该设备将主要用于复杂结构的空间焊接 ,特别是通过分光技术 ,采用双光束激光焊接技术 ,进行飞机壁板的制造技术的研究。所谓双光束焊接技术 ,是指两束激光进行复合使用 ,它可以增大熔深 ,改善焊缝成形 ,减少裂纹、气孔、咬边等焊接缺陷 ,尤其是在飞机制造中对大型壁板进行焊接时 ,可采用两个机器人各自带动一束YAG激光从T型接头的两边同…     

固体激光焊接机的现状和发展趋势

固体激光焊接机主要用于各种微型焊接,各先进工业国家都很重视此类设备的研制和应用。本文阐述了激光焊接的特点,分析了当前比较先进的固体 Nd~(3+):YAG激光焊接机的性能和技术指标以及发展趋势。文章指出,为了改善固体激光焊接机,必须进一步加强激光器的研制,与其他先进技术相结合,使之成为多功能、高效率、低成本的焊接设备。     

钛合金激光焊接研究

试验研究了2.5 mm厚BT20钛合金激光穿透焊的激光功率-焊接速度匹配曲线,并以焊缝熔宽比为参量研究了主要工艺参数对焊缝成形的影响,同时对比研究了CO2激光和YAG激光穿透焊焊缝成形的差异.结果表明,随激光功率的提高,获得成形优良的全熔透焊缝的焊接速度范围扩大,焊接线能量降低.与CO2激光焊相比,YAG激光焊具有更宽的焊接速度范围,且可以采用更高的焊接速度和更低的焊接线能量.激光功率、焊接速度和离焦量等工艺参数对焊缝熔宽比具有重要的影响.在同样的焊接规范条件下,YAG激光焊缝具有比CO2激光焊缝更大的熔宽比.     

陀螺加速度计浮子焊接密封技术研究

本文采用激光焊接技术对某型号陀螺加速度计的浮子进行了焊接密封试验,结果表明,采用Yb:YAG激光器深熔焊可以实现浮子的良好焊接与密封,同时,相对胶接密封,焊接接头无挥发物,改善了浮子内的工作环境,提高了接头的寿命、强度及稳定性。     

BT20钛合金激光焊技术研究

针对2.5 mm厚BT20钛合金进行了CO2激光焊和YAG激光焊研究,结果表明由于激光特性不同,形成的焊缝几何特征不同,当焊接工艺适当,可保证焊接过程的稳定性和焊接接头的质量.在激光自熔焊时主要的焊缝缺陷是咬边,这是由于钛合金物理性能和激光高能束流焊特性所致.这种咬边缺陷不利于焊接接头性能,尤其是接头的疲劳性能和断裂韧性.采用活性剂和填丝焊,以及激光旋扫焊可以改善焊缝咬边缺陷,提高钛合金激光焊接头的力学性能.     

激光除锈技术

激光除锈是近几年发展起来的一项新工艺。以厚8mm的钢板(锈蚀层厚度为0.08～0.24mm)进行除锈实验,其使用的激光器为连续式CO_2激光器,输出功率为400W。此除锈方法是,使待除锈的钢板锈蚀层表面垂直于激光束,并以适当速度移动。实验结果表明,激光除锈具有以下优点:     

成果简介

１　特型喷管扩散段模具加工工艺大型火箭发动机特型喷管扩散段模具为焊接结构件。焊缝总长６０余米，焊层总长４００余米，焊缝稠密，相邻焊缝间距仅９０ｍｍ～１００ｍｍ。焊接坡口平均深１８ｍｍ～２０ｍｍ，极易形成焊接热聚集，焊接收缩量大，变形倾向大。必须采取工艺措施控制焊接变形，使所有焊缝在焊接热循环中产生对等对称收缩，减少收缩量。为此采用：对称定位焊法；小线能量焊法；严格控制第一、二层焊接收缩量；采用相邻两环缝对称１８０°起始焊法；采用两层间环缝起始焊接位置间隔９０°焊法；单道单层焊法。为保证精度要求，…     

激光加工

正激光加工以"光能源"和"光工具"作为新加工手段,可对多种金属、非金属,特别是高硬度、高脆性及高熔点的材料进行加工,极大地提升了航空制造技术水平。当前,激光焊接、激光切割、激光制孔、激光成形以及激光表面处理等技术已广泛应用,而新型激光器及激光装备将进一步     

飞机钛合金结构激光焊接修复工艺

基于IPG的4kW光纤激光器,研究了拼接间隙和等效焊接线能量等工艺参数对TC4合金激光焊接接头强度的影响,发现在最佳工艺参数下,接头强度可达母材强度的99.5%,可以满足飞机钛合金结构损伤的修复要求。