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大功率光纖激光器在機械制造中的應用

2018-08-02

1.大功率光纖激光器的優點
目前商用化的光纖激光器輸出功率連續功率已上升到數千瓦的量級,以至萬瓦的量級。與一般的激光器相比,光纖激光具有許多獨特的優點,例如光束質量好;體積小,重量輕,免維護;風冷卻,簡單易操作;運行成本低,可在工業環境下使用;壽命長,加工精度高,速度快;電能轉化效率高,可以實現智能化,自動化,柔性化操作等?;谏鲜龅膬烖c,其應用領域已經擴展到汽車制造,船舶制造和航空制造業等的金屬和非金屬材料的激光切割、激光焊接等方面。
2.大功率光纖激光器的工業應用
最近,國際上采用光纖激光焊接技術在造船,汽車制造業的應用受到相當的重視。在歐美發達國家中,大約有50%—70%的汽車零部件都用到了激光加工技術,并以激光焊接和激光切割為主。上海大眾等汽車制造廠也采用激光加工技術焊接車身與箱體等部件。歐美及日本主要的大型船廠已大量采用激光加工技術,例如美國在最新建造的新型船舶上廣泛使用高強度,低合金鋼的T型構件,采用激光焊接技術,使船舶的重量大大降低。船體平板為了適應海洋流力學的需要,都被設計成具有復雜的三維曲率形狀,激光輔助平板成型技術可以代替費力、費時、具有一定的危險性的機械加熱成型工藝,應用前景良好。日本的Kawasaki重工等造船企業已經安裝了高功率激光平板切割系統。德國的Meyer Werft也安裝了四臺12KW的CO2激光器,用來焊接不同長度的船體加強桿。目前美國、歐洲等地區正在進行大功率光纖激光工業加工設備的開發,正在進行的有2KW、6KW輸出的工業級光纖激光器的加工設備的二次開發。我國已開發出小功率系列工業光纖激光產品。中小功率激光加工設備,如激光打標機,雕刻機,切割機,焊接機等也廣泛應用各個行業,但大功率光纖激光器工業加工應用尚是空白,而在我國造船工業中甚至還沒有使用激光加工技術。

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