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激光切割在汽車生產中的應用

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

在汽車行業中激光切割的應用  近些年來,激光切割加工已成為國內外加工業中的重要技術,采用激光切割加工不僅容易實現自動化,而且具有較高的經濟效益。目前激光切割機所使用的激光器主要有兩種:一種是二氧化碳激光起,另一種是固態釹-釔鋁石榴石激光器。 選用激光器通常要根據被加工材料的性質而定,因為不同的材料適宜吸收不同波長的激光束。如金屬材料一般容易吸收波長為1.06μm的激光束,而塑料與陶瓷的複合物則容易吸收波長為10.6μm的激光束。

二氧化碳激光器是目前使用最廣泛的激光器,其輸出功率為50~1500W,激光束的波長為10.6μm,主要用於切割、鑽孔和焊接。采用激光切割可在每分鍾7.5m左右的速度下進行,切割寬度僅0.1~0.3mm,這樣,就可以將切割的“熱影響區”減至最小,而且被切割出輪廓清楚,無毛刺。由於激光鑽孔速度快,因而可解決在易破裂的陶瓷上鑽孔的難題,如在厚0.6mm的陶瓷上鑽直徑1.3mm的空每次僅需0.3S。有的國家已用二氧化碳激光器代替電子束焊接設備,使用激光焊接可不必像電子束那樣須在真空中進行,因而可簡化工序和降低成本。 固態釹-釔鋁石榴石激光進入工業性應用的時間還比較短,其輸出功率為10~400W,激光束波長為1.06μm,容易被金屬材料吸收,目前常用於低功率精密鑽孔和電子工業中的封焊加工和點焊。

美國通用車汽車公司采用功率1000W的二氧化碳激光器切割進排氣管,不僅提高了30%的功效,而且切割質量好。福特汽車公司采用了1500W的二氧化碳激光器切割聚氯乙烯複合材料,效率高,還可自動化操作。意大利菲亞特汽車公司在生產線上安裝了激光-機器人組合係統,不僅節省了勞動力,也加快了生產進程。

俄羅斯也將激光用於機械加工業。一家工廠用激光器對牽引機車用的發動機氣缸體進行淬火取得成功。激光器可在一秒鍾內將被處理表麵加熱到1000℃,迅速進行淬火,完全避免了加工部位的變形,並使部件表麵耐磨性提高了50%。

日本日產汽車公司利用激光處理鋼板表麵以提高油漆光澤度已獲成功。這種方法是在對薄鋼板進行噴漆前,用激光束進行表麵蝕刻加工,是鋼板表麵形成無數直徑和深度均勻的極微小的空,然後再進行噴漆處理。這樣不僅提高了光澤度,而且油漆不容易脫落。
德國大眾汽車采用激光和機器人組合係統,加工汽車儀表盤殼體,使用功率為400W的二氧化碳激光起,每年可節約加工費用60萬美元。德國另一家汽車公司采用二氧化碳激光器焊接鍍鋅鋼板,利用機械可視係統監視焊接過程,大大提高了生產效率。

由於激光切割加工的眾多優點,一些國家在大力進行研究開發新型的激光切割加工機床,如日本和美國都製造了激光切割機床。隨著科學技術的發展,激光在工業領域的應用將越來越重要。
  
激光切割技術廣泛應用於金屬和非金屬材料的加工中,可大大減少加工時間,降低加工成本,提高工件質量。現代的激光成了人們所幻想追求的“削鐵如泥”的“寶劍”。 以金運激光CO2激光切割機為例,整個係統由控製係統、運動係統、光學係統、水冷係統、排煙和吹氣保護係統等組成,采用最先進的數控模式實現多軸聯動及激光不受速度影響的等能量切割,同時支持DXP、PLT、CNC等圖形格式並強化界麵圖形繪製處理能力;采用性能優越的進口伺服電機和傳動導向結構實現在高速狀態下良好的運動精度。
  
激光切割是應用激光聚焦後產生的高功率密度能量來實現的。在計算機的控製下,通過脈衝使激光器放電,從而輸出受控的重複高頻率的脈衝激光,形成一定頻率,一定脈寬的光束,該脈衝激光束經過光路傳導及反射並通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表麵上,形成一個個細微的、高能量密度光斑,焦斑位於待加工麵附近,以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個高能量的激光脈衝瞬間就把物體表麵濺射出一個細小的孔,在計算機控製下,激光加工頭與被加工材料按預先繪好的圖形進行連續相對運動打點,這樣就會把物體加工成想要的形狀。切割時,一股與光束同軸氣流由切割頭噴出,將熔化或氣化的材料由切口的底部吹出(注:如果吹出的氣體和被切割材料產生熱效反應,則此反應將提供切割所需的附加能源;氣流還有冷卻已切割麵,減少熱影響區和保證聚焦鏡不受汙染的作用)。與傳統的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割質量(切口寬度窄、熱影響區小、切口光潔) 、高的切割速度、高的柔性(可隨意切割任意形狀) 、廣泛的材料適應性等優點。

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