激光焊接技术PPTPPT学习教案.pptx

会计学1激光焊接激光焊接(hnji)技术技术PPT第一页，共40页。啥叫激光啥叫激光(jgung)？第1页/共40页第二页，共40页。激光激光(jgung)的应用的应用n n激光激光应用的领域激光激光应用的领域(ln y)，主要有工，主要有工业、医疗、商业、科研、信息和军事六个业、医疗、商业、科研、信息和军事六个领域领域(ln y)。工业应用中，主要有材料。工业应用中，主要有材料加工和测量控制；医疗应用，有治疗和诊加工和测量控制；医疗应用，有治疗和诊断；商业应用。断；商业应用。第2页/共40页第三页，共40页。激光激光(jgung)加工加工 之激光之激光(jgung)焊接技术焊接技术n n激光束高亮度、方向性好，单色性好，人们首先想到的是它可以熔化激光束高亮度、方向性好，单色性好，人们首先想到的是它可以熔化激光束高亮度、方向性好，单色性好，人们首先想到的是它可以熔化激光束高亮度、方向性好，单色性好，人们首先想到的是它可以熔化金属、切割钢板，自然也就想到激光焊接。作为一种高能量密度的热金属、切割钢板，自然也就想到激光焊接。作为一种高能量密度的热金属、切割钢板，自然也就想到激光焊接。作为一种高能量密度的热金属、切割钢板，自然也就想到激光焊接。作为一种高能量密度的热源，激光束由于其潜的优势，使其在焊接源，激光束由于其潜的优势，使其在焊接源，激光束由于其潜的优势，使其在焊接源，激光束由于其潜的优势，使其在焊接 领域得到了迅速的发展和应领域得到了迅速的发展和应领域得到了迅速的发展和应领域得到了迅速的发展和应用，已逐渐成为传统焊接技术的补充和发展，对其工艺方法的深入研用，已逐渐成为传统焊接技术的补充和发展，对其工艺方法的深入研用，已逐渐成为传统焊接技术的补充和发展，对其工艺方法的深入研用，已逐渐成为传统焊接技术的补充和发展，对其工艺方法的深入研究可为其在国内的应用建立良好的基础。由于激光束本身的特点，使究可为其在国内的应用建立良好的基础。由于激光束本身的特点，使究可为其在国内的应用建立良好的基础。由于激光束本身的特点，使究可为其在国内的应用建立良好的基础。由于激光束本身的特点，使之成为未来制造系统共同之成为未来制造系统共同之成为未来制造系统共同之成为未来制造系统共同(gngtng)(gngtng)的加工手段。的加工手段。的加工手段。的加工手段。第3页/共40页第四页，共40页。（一）激光（一）激光(jgung)焊接原理焊接原理以及特点以及特点n n激光焊接原理根据激光焊时焊缝的形成特激光焊接原理根据激光焊时焊缝的形成特点点(tdin)，可以把激光焊分为热导焊和，可以把激光焊分为热导焊和深熔焊。前者使用激光功率低，熔池形成深熔焊。前者使用激光功率低，熔池形成时间长，且熔深浅，多用于小型零件的焊时间长，且熔深浅，多用于小型零件的焊接；后者的功率密度高，激光辐射区金属接；后者的功率密度高，激光辐射区金属熔化速度快，在金属熔化的同时伴有强烈熔化速度快，在金属熔化的同时伴有强烈的汽化，能获得熔深较大的焊缝，焊缝的的汽化，能获得熔深较大的焊缝，焊缝的深宽比比较大，可达深宽比比较大，可达12:1.第4页/共40页第五页，共40页。加工加工(ji gng)原理示意图原理示意图n n示示意意图图第5页/共40页第六页，共40页。小孔效应小孔效应(xioyng)n n材料表面发生汽化而形成小孔，孔内金属材料表面发生汽化而形成小孔，孔内金属材料表面发生汽化而形成小孔，孔内金属材料表面发生汽化而形成小孔，孔内金属(jnsh(jnsh)蒸汽压力与四周液蒸汽压力与四周液蒸汽压力与四周液蒸汽压力与四周液体的静力和表面张力形成动态平衡，激光可以通过孔中直射到孔底。体的静力和表面张力形成动态平衡，激光可以通过孔中直射到孔底。体的静力和表面张力形成动态平衡，激光可以通过孔中直射到孔底。体的静力和表面张力形成动态平衡，激光可以通过孔中直射到孔底。这种现象称为小孔效应（这种现象称为小孔效应（这种现象称为小孔效应（这种现象称为小孔效应（Keyhole EffectKeyhole Effect）。小孔的作用和黑体一样，）。小孔的作用和黑体一样，）。小孔的作用和黑体一样，）。小孔的作用和黑体一样，能将射入的激光能量完全吸收，使包围着这个孔腔的金属能将射入的激光能量完全吸收，使包围着这个孔腔的金属能将射入的激光能量完全吸收，使包围着这个孔腔的金属能将射入的激光能量完全吸收，使包围着这个孔腔的金属(jnsh(jnsh)熔熔熔熔化。孔壁外液体的流动和壁层的表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压化。孔壁外液体的流动和壁层的表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压化。孔壁外液体的流动和壁层的表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压化。孔壁外液体的流动和壁层的表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持动态平衡。力相持并保持动态平衡。力相持并保持动态平衡。力相持并保持动态平衡。第6页/共40页第七页，共40页。小孔效应小孔效应(xioyng)原理图原理图第7页/共40页第八页，共40页。吸收能量吸收能量(nngling)，熔化金，熔化金属属第8页/共40页第九页，共40页。（二）激光焊接（二）激光焊接(hnji)优点优点n n1.1.焦点光斑小，功率密度高，能焊接高熔点、高强度的合金材料。焦点光斑小，功率密度高，能焊接高熔点、高强度的合金材料。焦点光斑小，功率密度高，能焊接高熔点、高强度的合金材料。焦点光斑小，功率密度高，能焊接高熔点、高强度的合金材料。n n2.2.不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式 焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。n n3.3.激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行激光焊接自动化程度高，可以用计算机进行(jnxng)(jnxng)控制，焊接速度快，功效高，可进行控制，焊接速度快，功效高，可进行控制，焊接速度快，功效高，可进行控制，焊接速度快，功效高，可进行(jnxng)(jnxng)任何复杂形状的任何复杂形状的任何复杂形状的任何复杂形状的焊接。焊接。焊接。焊接。n n4.4.激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序。激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序。激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序。激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序。n n5.5.处理工件可放置在封闭的空间。处理工件可放置在封闭的空间。处理工件可放置在封闭的空间。处理工件可放置在封闭的空间。n n5.5.激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便，不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便，不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便，不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊激光焊接与电子束加工相比较，不需要严格的真空设备系统，操作方便，不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊接则容易），能精确的对准焊件。接则容易），能精确的对准焊件。接则容易），能精确的对准焊件。接则容易），能精确的对准焊件。n n6.6.激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换。生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换。生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换。生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换。生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。第9页/共40页第十页，共40页。（三）激光焊接（三）激光焊接(hnji)的分类的分类 n n根据激光对工件的工作方式或激光束输出根据激光对工件的工作方式或激光束输出方式不同，可以把激光焊接方式不同，可以把激光焊接(hnji)分为分为脉冲激光焊接脉冲激光焊接(hnji)和连续激光焊接和连续激光焊接(hnji)。根据实际作用在工件上的功率。根据实际作用在工件上的功率密度或激光焊接密度或激光焊接(hnji)时焊缝的形成特时焊缝的形成特点，又可以把激光焊接点，又可以把激光焊接(hnji)分为热传分为热传导焊接导焊接(hnji)和深熔焊接和深熔焊接(hnji)两类。两类。第10页/共40页第十一页，共40页。脉冲脉冲(michng)激光焊激光焊n n脉冲激光焊加脉冲激光焊加脉冲激光焊加脉冲激光焊加热热热热(ji r)(ji r)斑点斑点斑点斑点微小，每个激微小，每个激微小，每个激微小，每个激光脉冲在金属光脉冲在金属光脉冲在金属光脉冲在金属上形成一个焊上形成一个焊上形成一个焊上形成一个焊点，要用于微点，要用于微点，要用于微点，要用于微型、精密元件型、精密元件型、精密元件型、精密元件和微电子元件和微电子元件和微电子元件和微电子元件的焊接。的焊接。的焊接。的焊接。第11页/共40页第十二页，共40页。热传导焊接热传导焊接(hnji)n n激光辐射加热工件表面，表面热量通过热激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。其特点加使工件熔化，形成特定的熔池。其特点加热速度快、焊点小、焊缝窄、热影响区小，热速度快、焊点小、焊缝窄、热影响区小，因而变形因而变形(bin xng)小，精度高，质量好。小，精度高，质量好。用于汽车飞机等有代表性的工业制造部门用于汽车飞机等有代表性的工业制造部门中。中。第12页/共40页第十三页，共40页。热传导焊接接头热传导焊接接头(ji tu)形式形式n n接接头头(ji tu)形形式式有有对对接接、搭搭接接、端端接接、角角接接等等。第13页/共40页第十四页，共40页。（四）激光焊国内外发展（四）激光焊国内外发展(fzhn)状况状况n n2020世纪世纪世纪世纪8080年代中期，激光焊接作为年代中期，激光焊接作为年代中期，激光焊接作为年代中期，激光焊接作为(zuwi)(zuwi)新技术在欧洲、美国、新技术在欧洲、美国、新技术在欧洲、美国、新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。日本得到了广泛的关注。日本得到了广泛的关注。日本得到了广泛的关注。19851985年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车公司合作，在公司合作，在公司合作，在公司合作，在Audi100Audi100车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。9090年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规模使用激光拼焊板技术。目前，无论实验室还是汽车制造厂的实模使用激光拼焊板技术。目前，无论实验室还是汽车制造厂的实模使用激光拼焊板技术。目前，无论实验室还是汽车制造厂的实模使用激光拼焊板技术。目前，无论实验室还是汽车制造厂的实践经验，均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。践经验，均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。践经验，均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。践经验，均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。第14页/共40页第十五页，共40页。激光焊级的其他激光焊级的其他(qt)开发开发n n随着工业激光产业的快速随着工业激光产业的快速(kui s)发展，发展，市场对激光加工技术的要求越来越高，激市场对激光加工技术的要求越来越高，激光技术已从单一应用逐渐转向多元化应用，光技术已从单一应用逐渐转向多元化应用，激光加工方面不再是单一的切割或者焊接，激光加工方面不再是单一的切割或者焊接，市场对激光加工要求切割和焊接一体化的市场对激光加工要求切割和焊接一体化的需求也越来越多，激光切割和激光焊接的需求也越来越多，激光切割和激光焊接的切焊一体化激光加工设备应运而生。切焊一体化激光加工设备应运而生。第15页/共40页第十六页，共40页。激光激光(jgung)焊板整焊板整体冲压体冲压 第16页/共40页第十七页，共40页。汽车激光汽车激光(jgung)焊焊点示意图点示意图 第17页/共40页第十八页，共40页。世界世界(shji)上上NB的公司企业的公司企业n n世界著名的激光焊接世界著名的激光焊接(hnji)企业有瑞士企业有瑞士Soudonic公司、法国阿赛洛钢铁集团、德国公司、法国阿赛洛钢铁集团、德国蒂森克虏伯集团蒂森克虏伯集团TWB公司、加拿大公司、加拿大Servo-Robot公司、德国公司、德国Precitec公司等。公司等。第18页/共40页第十九页，共40页。崛起崛起(juq)中的天朝中的天朝n n中国的激光拼焊板技术应用刚刚起步，中国的激光拼焊板技术应用刚刚起步，2002年年10月月25日，中国第一条激光拼焊板专业化日，中国第一条激光拼焊板专业化商业生产线正式投入运行，由武汉蒂森克商业生产线正式投入运行，由武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊从德国蒂森克虏伯集团虏伯中人激光拼焊从德国蒂森克虏伯集团TWB公司引进。此后上海宝钢阿赛洛激光公司引进。此后上海宝钢阿赛洛激光拼焊公司、一汽宝友激光拼焊有限公司拼焊公司、一汽宝友激光拼焊有限公司(yu xin n s)等相继投产。等相继投产。第19页/共40页第二十页，共40页。崛起崛起(juq)中的天朝中的天朝n n20032003年年年年 由华工激光提供的国内首台大型带材在线式焊接成套设备由华工激光提供的国内首台大型带材在线式焊接成套设备由华工激光提供的国内首台大型带材在线式焊接成套设备由华工激光提供的国内首台大型带材在线式焊接成套设备通过离线验收。该设备集激光切割、焊接和热处理于一身，使我通过离线验收。该设备集激光切割、焊接和热处理于一身，使我通过离线验收。该设备集激光切割、焊接和热处理于一身，使我通过离线验收。该设备集激光切割、焊接和热处理于一身，使我国华工激光成为世界上第四家能够生产此类设备的企业。国华工激光成为世界上第四家能够生产此类设备的企业。国华工激光成为世界上第四家能够生产此类设备的企业。国华工激光成为世界上第四家能够生产此类设备的企业。20042004年年年年 华工激光法利莱华工激光法利莱华工激光法利莱华工激光法利莱“高功率激光切割高功率激光切割高功率激光切割高功率激光切割,焊接及切焊组合加工技术与设备焊接及切焊组合加工技术与设备焊接及切焊组合加工技术与设备焊接及切焊组合加工技术与设备”项目获得国家科学技术进步二等奖项目获得国家科学技术进步二等奖项目获得国家科学技术进步二等奖项目获得国家科学技术进步二等奖,成为国内目前唯一成为国内目前唯一成为国内目前唯一成为国内目前唯一(wi y)(wi y)具具具具备该项技术与设备研制能力的激光企业。备该项技术与设备研制能力的激光企业。备该项技术与设备研制能力的激光企业。备该项技术与设备研制能力的激光企业。第20页/共40页第二十一页，共40页。现实现实(xinsh)中的激光焊接设中的激光焊接设备备第21页/共40页第二十二页，共40页。南方南方(nnfng)制造业比较发达制造业比较发达第22页/共40页第二十三页，共40页。深圳金属深圳金属(jnsh)激光焊接机激光焊接机模具机械制造行业模具机械制造行业(hngy)激光焊接激光焊接第23页/共40页第二十四页，共40页。第24页/共40页第二十五页，共40页。山寨山寨(shnzhi)=Made In China这货不是这货不是(b shi)丰田丰田Aygo第25页/共40页第二十六页，共40页。山寨山寨(shnzhi)=Made In China第26页/共40页第二十七页，共40页。Top Gear-18x02 第27页/共40页第二十八页，共40页。Top Gear-18x02 第28页/共40页第二十九页，共40页。Top Gear-18x02 第29页/共40页第三十页，共40页。Top Gear-18x02 第30页/共40页第三十一页，共40页。Top Gear-18x02 第31页/共40页第三十二页，共40页。Top Gear-18x02 第32页/共40页第三十三页，共40页。Top Gear-18x02 我勒个去！我勒个去！第33页/共40页第三十四页，共40页。小结小结(xioji)n n在中国，激光产业的未来发展方向，应是在中国，激光产业的未来发展方向，应是实现激光产业与传统产业的紧密结合，用实现激光产业与传统产业的紧密结合，用先进的激光制造技术改造传统产业，先进的激光制造技术改造传统产业，不仅不仅提升提升(tshng)着传统产业的发展，着传统产业的发展，同时也同时也借助传统产业的优势，借助传统产业的优势，使自身取得广阔的使自身取得广阔的发展空间。发展空间。第34页/共40页第三十五页，共40页。小结小结(xioji)n n 希望不久的将来希望不久的将来(jingli)中国能在激光中国能在激光焊接方向站在世界的顶端，研究并生产出焊接方向站在世界的顶端，研究并生产出性能更优良的设备。只要别像中国的足球性能更优良的设备。只要别像中国的足球一样让国民们心灰意冷就哦了。一样让国民们心灰意冷就哦了。第35页/共40页第三十六页，共40页。80、90后是科幻片的主人公后是科幻片的主人公n n 科技发展飞速，也许以后的某一天，现科技发展飞速，也许以后的某一天，现在科幻片里的发明创造就真的在科幻片里的发明创造就真的(zhn de)被被实现了。身为总工程师的我们，应该把肩实现了。身为总工程师的我们，应该把肩膀练硬准备挑起富国强民的担子。膀练硬准备挑起富国强民的担子。n n 也许真的也许真的(zhn de)有一天由你发明创造有一天由你发明创造的东西成为现在科幻片里面的给力设备。的东西成为现在科幻片里面的给力设备。第36页/共40页第三十七页，共40页。革命革命(gmng)尚未成尚未成功同志仍需努力功同志仍需努力学机制的同学机制的同学们辛苦了，学们辛苦了，少将少将(shojing)很看好你们很看好你们哟哟第37页/共40页第三十八页，共40页。同学同学(tng xu)们，求给力啊们，求给力啊好好学习！好好学习！未来未来(wili)靠你们了！靠你们了！第38页/共40页第三十九页，共40页。第39页/共40页第四十页，共40页。