《激光加工技术与装备发展现状_华中科技大学光电学院_唐霞辉教授》由会员分享，可在线阅读，更多相关《激光加工技术与装备发展现状_华中科技大学光电学院_唐霞辉教授（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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2、技有限公司激光加工技术及装备发展动态激光加工技术及装备发展动态 唐霞辉唐霞辉 激光加工国家工程研究中心激光加工国家工程研究中心 2016/9/28 1 0 0、概述、概述 一、高功率激光切割一、高功率激光切割 二、高功率激光焊接二、高功率激光焊接 三、高功率激光表面改性三、高功率激光表面改性 四、中小功率激光精密加工四、中小功率激光精密加工 2016/9/28 2 唐霞辉唐霞辉 华中科技大学光电信息学院教授华中科技大学光电信息学院教授、博士生导师博士生导师 激光加工国家工程研究中心副主任激光加工国家工程研究中心副主任 中国光学学会激光加工专业委员会常务理事中国光学学会激光加工专业委员会常务理事
3、 全国激光加工产业联盟秘书长全国激光加工产业联盟秘书长 湖北省暨武汉市激光学会副理事长湖北省暨武汉市激光学会副理事长 湖北省机械工程学会常务理事湖北省机械工程学会常务理事 激光技术激光技术杂志编委杂志编委 应用激光应用激光常务编委常务编委 2016/9/28 3 湖北、武汉激光技术及产业特点湖北、武汉激光技术及产业特点 东湖新技术开发区东湖新技术开发区500500平方公里；平方公里； 湖北省激光技术四代人的奋斗；湖北省激光技术四代人的奋斗； 武汉武汉“武汉武汉 中国光谷中国光谷”； 200200家激光企业；家激光企业； 骨干企业：华工科技、楚天、锐科、金运；骨干企业：华工科技、楚天、锐科、金运
4、； 我国激光技术研究、激光产业和激光专业人才培养的重要基地之一。我国激光技术研究、激光产业和激光专业人才培养的重要基地之一。 产业链规划：产业链规划：10001000亿元产业亿元产业 2016/9/28 4 0 0、概述、概述 激光加工未来发展激光加工未来发展 宏观尺度：高功率、大工件宏观尺度：高功率、大工件 微观尺度：精密微细加工微观尺度：精密微细加工 柔性制造柔性制造 2016/9/28 我国激光技术及产业布局我国激光技术及产业布局 高精度、高速度薄板切割焊接（汽车板激光落料，高精度、高速度薄板切割焊接（汽车板激光落料，120m/min120m/min）；）； 高功率、大厚度、宽幅面；高功
5、率、大厚度、宽幅面； 机器人三维切割焊接；机器人三维切割焊接； 有色金属切割焊接（航空锂铝合金）；有色金属切割焊接（航空锂铝合金）； 特种材料、异种材料切割焊接（核工业）。特种材料、异种材料切割焊接（核工业）。 激光切割焊接技术发展激光切割焊接技术发展 2016/9/28 不锈钢切割 屏幕切割 name 图片描述 3D切割钻石 一、高功率激光切割一、高功率激光切割 2016/9/28 2016/9/28 （1）可实现可实现高效自动化高效自动化切割生产切割生产， 节约材料节约材料。 （2）可切割一般方法可切割一般方法难以切割难以切割的各种高硬度的各种高硬度、高熔点材料高熔点材料，以及硬质以及硬质
6、、脆性脆性、粘性粘性材料和薄壁曲面材料和薄壁曲面。 （3）切口窄切口窄、速度快速度快 、热影响区小热影响区小、切割尺寸精度高切割尺寸精度高。 Profile 3015Profile 3015 WALC 2440WALC 2440 Contour LM3015Contour LM3015 Contour DM6020Contour DM6020 高功率数控激光切割设备高功率数控激光切割设备 全球全球高功率高功率切割焊接设备累计拥有量已超过切割焊接设备累计拥有量已超过8 8万台，我国目前拥万台，我国目前拥有量估计有量估计1000010000台。目前全国年产量约台。目前全国年产量约15150 00
7、0台台。 2016/9/28 特色应用特色应用 高精度、高速度、钣金切割高精度、高速度、钣金切割 高功率、大厚度、宽幅面高功率、大厚度、宽幅面 三维切割三维切割 管件切割管件切割 半导体激光切割半导体激光切割 特种材料切割特种材料切割 2016/9/28 10 特点之一：高速、高精特点之一：高速、高精 3g以上加速度；以上加速度； 定位速度定位速度120-180(m/min)； 切割速度切割速度50-80m/min； 切割表面粗糙度小于切割表面粗糙度小于6.3um； 切割速度达到每分钟切割速度达到每分钟1000孔；孔； 高速高精度切割机，用以取代机械冲床。高速高精度切割机，用以取代机械冲床。
8、2016/9/28 11 加速度可达加速度可达6g6g，一分钟切割，一分钟切割10001000孔孔 2016/9/28 12 2016/9/28 13 金属材料金属材料- -机箱机柜机箱机柜 2016/9/28 14 2016/9/28 15 灯饰薄板激光切割灯饰薄板激光切割 2016/9/28 激光切割机类型： a) CO2激光切割机 b) YAG激光切割机 c) 光纤激光切割机 YAG激光切割机 光纤激光切割机 2016/9/28 集群效应集群效应-高功率高功率CO2CO2激光激光切割机占有主要市场激光激光切割机占有主要市场 2016/9/28 特点之二：宽幅面大厚板特点之二：宽幅面大厚板
9、 大幅面激光切割机一般采取机载激光器结构； 加工幅面大于3m25m； 切割板厚可达到 40mm； 应用船舶、重型机械。 2016/9/28 19 法利莱法利莱WALCWALC宽幅面厚板材数控激光切割机宽幅面厚板材数控激光切割机 机载激光器机载激光器 双边齿轮齿条同步驱动双边齿轮齿条同步驱动 飞行光路飞行光路 等光程结构等光程结构 切割幅面从切割幅面从3X6M 到到6X30M 切割厚度切割厚度25mm 2016/9/28 20 厚板切割厚板切割 2016/9/28 21 船舶行业应用船舶行业应用 高功率、宽幅面的激光切割在船厂已经部分地取代等离子体切割高功率、宽幅面的激光切割在船厂已经部分地取代
10、等离子体切割。 2016/9/28 22 2016/9/28 23 特点之三：多自由度特点之三：多自由度 复杂曲面切割，如激光切割机器人；复杂曲面切割，如激光切割机器人； 管材切割的管材切割的2.5D激光切割机；激光切割机； 三维激光切割汽车车身加工。三维激光切割汽车车身加工。 特点之四：管材切割特点之四：管材切割 2016/9/28 河北沧州河北沧州-石油管激光切割石油管激光切割-中国之最中国之最 2016/9/28 25 沧州沧州200200台石油管激光切割机台石油管激光切割机-一个车间一个车间4343台台 2016/9/28 26 2016/9/28 27 （l）焊接速度快焊接速度快、焊
11、接质量高焊接质量高（深宽比可达深宽比可达212)； （2）热影响区小热影响区小、焊后材料焊后材料变形小变形小； （3）容易实现自动化容易实现自动化，提高生产率；提高生产率； （4）可焊接难以接近部位可焊接难以接近部位，施行施行远距离远距离焊接；焊接； （5 5）可实现可实现复杂曲面复杂曲面和薄壁异形管的焊接；和薄壁异形管的焊接； （6 6）激光还可用于不同型号激光还可用于不同型号、异种金属异种金属之间的焊接之间的焊接。 二、激光焊接二、激光焊接 2016/9/28 28 厚板、复合焊接厚板、复合焊接 焊接机器人焊接机器人、汽车汽车、钢铁钢铁 有色金属有色金属、航空航天焊接航空航天焊接 家电厨具
12、家电厨具 半导体激光焊接半导体激光焊接 异种材料焊接异种材料焊接 发展趋势发展趋势 2016/9/28 29 万瓦级万瓦级COCO2 2激光自熔焊接激光自熔焊接 SR200 COSR200 CO2 2激光器激光器 12mm 12mm 不锈钢不锈钢 P=18kW,f=200mmP=18kW,f=200mm =2.2m/min=2.2m/min 2.12.1 厚板焊接、复合焊接厚板焊接、复合焊接 2016/9/28 30 6.9kW6.9kW光纤激光器，光纤激光器，6mm6mm的不锈钢焊缝，速度的不锈钢焊缝，速度2m/min2m/min。 2016/9/28 31 厚板窄间隙激光厚板窄间隙激光-T
13、IG填丝复合焊接填丝复合焊接 P=3500W V=0.8m/min I=200A V=0.8m/min Vd=4.2m/min P=3500W I=200A V=0.8m/min Vd=4.2m/min + = Laser welding Arc welding Hybrid welding 2016/9/28 32 激光-TIG复合焊接 激光-MIG/MAG复合焊接 激光-等离子弧复合焊接 激光-双电弧复合焊接 HyDRA复合焊设备机头复合焊设备机头 2016/9/28 在航空航天工业中，早期有很多零件是用电子束焊接。目前逐渐被激光焊接所替代。在航空航天工业中，早期有很多零件是用电子束焊接。
14、目前逐渐被激光焊接所替代。 铝合金铝合金激光焊接空客激光焊接空客A380A380飞机取代传统铆接飞机取代传统铆接飞机制造技术革命。飞机制造技术革命。 飞机制造飞机制造 2.22.2 有色金属激光焊接有色金属激光焊接 2016/9/28 34 激光焊接激光焊接 激光焊接的一大优点在于焊缝质量高。图为火箭燃料箱的激光焊接激光焊接的一大优点在于焊缝质量高。图为火箭燃料箱的激光焊接 2016/9/28 35 激光焊接激光焊接 空中巴士空中巴士 A380 底板为激光焊接底板为激光焊接 2016/9/28 36 北京航星机器制造公司北京航星机器制造公司( (国营国营239239厂厂) ) 导弹外壳制造导弹
15、外壳制造 2016/9/28 37 应用之一：宽幅板的激光拼焊应用之一：宽幅板的激光拼焊 -（1）精剪）精剪+拼焊（拼焊（2）激）激 光切割光切割+焊接焊接组合焊接焊接组合 2.32.3 汽车工业激光焊接汽车工业激光焊接 2016/9/28 38 激光焊接车门激光焊接车门 2016/9/28 39 One production line -1-2 platform-six types of car 2016/9/28 40 单侧激光焊接时间：单侧激光焊接时间：13s(焊缝长度焊缝长度1400mm) Laser Welding (blazing) time for one side:13S/1400mm long 2016/9/28 41 2016/9/28 42 遥控焊接遥控焊接 2016/9/28 43 2016/9/28 44 座椅调角器激光焊接座椅调角器激光焊接 2016/9/28 45 2016/9/28 46 2.4 2.4 家电厨具激光切割焊接家电厨具激
