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    激光焊接机在汽车和航空领域中的广泛应用

    发布时间:2020-11-02 15:07:42 浏览数:

        近年来,激光焊接设备在五金建材、汽车制造、电子产品、医疗设备、新能源电池及航空航天等行业逐渐替代传统焊接设备,占据市场份额。在汽车工业中,白车身(BIW)焊接被广泛使用,需要多达2000~5000个点焊,传统上是通过电阻点焊来完成的。然而,镀锌钢板的电阻点焊存在许多问题,例如,焊接所需的时间长,电极的维护成本高以及锌涂层黏附在电子产品上等问题。


        随着汽车工业向更轻量级结构发展,铝和镁合金等其他材料正在成为替代镀锌钢的候选材料。由于BIW约占车辆重量的27%,因此使用这些轻质材料有望减轻车辆的总重量。然而,对于这些材料,与电阻点焊有关的问题更加严重。采用激光焊接,可以克服其中一些问题。除BIW之外,激光焊接机还应用于发动机零件、变速箱零件、交流发电机、螺线管、燃料喷射器、燃料过滤器及燃料电池等。


    激光焊接机


        在航空航天工业中,已经使用激光焊接机来连接各种超级合金,例如镍基合金和钛基合金。Ti6Al4V合金通常用于涡轮发动机的静态和旋转组件。此外,Inconel 718通常用于在高温下运行的航空发动机和燃气轮机的组件。由于这些合金非常昂贵,因此与减材制造工艺相比,焊接具有减少材料消耗的潜力。铝合金在航空航天工业中也非常流行,在某些情况下,激光焊接可以提供比其他焊接技术(例如:搅拌摩擦焊)更强的竞争优势。近年来,因异种材料的焊接可以降低零件成本和设计灵活性而变得越来越流行,激光焊接已用于连接聚合物和塑料。早期,CO2激光主要用于塑料部件的焊接,因为激光能量很容易在其10.6mm的长波长处吸收。大多数塑料在红外波长下是透明的,但在长波长下是不透明的。近年来,透射激光焊接(TLW)已成为一种使用内部吸收器焊接塑料的可行方法,这仅在焊接界面处提供了一种吸收热量的方法,并将热影响区最小化。以家电和汽车内饰为代表的塑料焊接设备和以医疗器械为代表的陶瓷焊接设备,也已成为激光焊接重要的发展方向。


    激光焊接图


        经过近10年的发展,国内激光复合焊接技术和工艺取得了长足进步,已经在船体的大幅面构件和复杂曲面构件焊接中得到小批量应用。2019年,手持激光焊接机异军突起。由于设备本身准入门槛不高,加上在使用过程中可以满足脉冲焊、准连续焊和连续焊的自由切换,适用于各类工件的复杂焊缝,该市场出现了一股发展热潮。近两年,全国有数十家企业投入这一领域。然而,国内企业在该领域的专利布局明显不足,国内最早的一篇手持焊接设备专利始于2003年,居然来自美国霍利韦尔公司。没有专利的支撑,国内在该领域的行业标准也基本处于“裸奔”状态。低门槛预示着高竞争,预计未来2~3年,半数以上的手持焊接设备企业将因自身技术竞争力的匮乏以及产品利润的殆尽而退出该市场。


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