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激光焊切自動化主要以激光焊接和切割技術為基礎,面向汽車、能源電力及造船等領域的焊接和切割需求提供綜合解決方案。圍繞激光焊接、激光切割及相關自動化等工藝技術的研究,通過先進的激光制造技術、智能制造裝備與現(xiàn)代服務業(yè)的結合,為國民經(jīng)濟和建設的技術進步和產(chǎn)業(yè)升級做出貢獻。研發(fā)成果:激光復合焊;激光填絲焊;中高功率激光切割機;三維激光切割機;多功能焊切一體設備;而傳統(tǒng)的齒輪硬化處理工藝,如滲碳、氮化等表面化學處理和感應表面淬火、火焰表面淬火等存在兩個主要問題:即熱處理后變形較大和不易獲得沿齒廓均勻分布的硬化層,從而影響齒輪的使用壽命。
光束焦斑光束斑點大小是激光焊接的重要變量之一,因為它決定功率密度。但對高功率激光來說,對它的測量是一個難題,盡管已經(jīng)有很多間接測量技術。
光束焦點衍射極限光斑尺寸可以根據(jù)光衍射理論計算,但由于聚焦透鏡像差的存在,實際光斑要比計算值偏大。實測方法是等溫度輪廓法,即用厚紙燒焦和穿孔直徑。這種方法要通過測量實踐,掌握好激光功率大小和光束作用的時間。
激光打標技術是激光加工的應用領域之一。激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射,使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學反應,從而留下標記的一種打標方法。激光切割的應用范圍大多數(shù)激光切割機都由數(shù)控程序進行控制操作或做成切割機器人。激光打標可以打出各種文字、符號和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級,這對產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。聚焦后的極細的激光光束如同刀具,可將物體表面材料逐點去除,其先進性在于標記過程為非接觸性加工,不產(chǎn)生機械擠壓或機械應力,因此不會損壞被加工物品;由于激光聚焦后的尺寸很小,熱影響區(qū)域小,加工精細,因此,可以完成一些常規(guī)方法無法實現(xiàn)的工藝。
激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光點,不需要額外增添其它設備和材料,只要激光器能正常工作,就可以長時間連續(xù)加工。激光加工速度快,成本低廉。激光加工由計算機自動控制,生產(chǎn)時不需人為干預。
激光能標記何種信息,僅與計算機里設計的內容相關,只要計算機里設計出的圖稿打標系統(tǒng)能夠識別,那么打標機就可以將設計信息的還原在合適的載體上。因此軟件的功能實際上很大程度上決定了系統(tǒng)的功能。
數(shù)控機床電主軸激光淬火技術應用
(1)主軸及隨機附帶4個試樣,試樣直徑80mm,壁厚20mm,兩端磨平。在采用CO2激光器進行激光硬化前,分別在主軸和試樣表面上涂覆一層特別涂料,以增加對激光的吸收。
(2)用5kW的CO2橫流式激光器對主軸及試樣進行激光淬火,其輸出功率P=1800~2000W,掃描速度v=5mm/s,機床轉速n=30r/min,掃描寬度2~3.5mm。激光汽化切割多用于極薄金屬材料和非金屬材料(如紙、布、木材、塑料和橡皮等)的切割。并采用微機控制淬火機床(工作臺),配備靈活通用的工裝夾具,固定淬火工件作平行移動、轉動或合成運動。
(3)激光淬火化后的主軸及試樣檢驗 淬硬層深度0.5~1.2mm;表面淬火硬度60~66HRC;組織為外層極細馬氏體 少量殘留奧氏體,過渡層馬氏體 鐵素體 滲碳體,內層為原始組織,即回火索氏體。