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大功率光纤激光器在机械制造中的应用

导读: 目前商用化的光纤激光器输出功率连续功率已上升到数千瓦的量级,以至万瓦的量级。

  1.大功率光纤激光器的优点

  目前商用化的光纤激光器输出功率连续功率已上升到数千瓦的量级,以至万瓦的量级。与一般的激光器相比,光纤激光具有许多独特的优点,例如光束质量好;体积小,重量轻,免维护;风冷却,简单易操作;运行成本低,可在工业环境下使用;寿命长,加工精度高,速度快;电能转化效率高,可以实现智能化,自动化,柔性化操作等。基于上述的优点,其应用领域已经扩展到汽车制造,船舶制造和航空制造业等的金属和非金属材料的激光切割激光焊接等方面。

  2.大功率光纤激光器的工业应用

  最近,国际上采用光纤激光焊接技术在造船,汽车制造业的应用受到相当的重视。在欧美发达国家中,大约有50%—70%的汽车零部件都用到了激光加工技术,并以激光焊接和激光切割为主。上海大众等汽车制造厂也采用激光加工技术焊接车身与箱体等部件。欧美及日本主要的大型船厂已大量采用激光加工技术,例如美国在最新建造的新型船舶上广泛使用高强度,低合金钢的T型构件,采用激光焊接技术,使船舶的重量大大降低。船体平板为了适应海洋流力学的需要,都被设计成具有复杂的三维曲率形状,激光辅助平板成型技术可以代替费力、费时、具有一定的危险性的机械加热成型工艺,应用前景良好。日本的Kawasaki重工等造船企业已经安装了高功率激光平板切割系统。德国的Meyer Werft也安装了四台12KW的CO2激光器,用来焊接不同长度的船体加强杆。目前美国、欧洲等地区正在进行大功率光纤激光工业加工设备的开发,正在进行的有2KW、6KW输出的工业级光纤激光器的加工设备的二次开发。我国已开发出小功率系列工业光纤激光产品。中小功率激光加工设备,如激光打标机,雕刻机,切割机,焊接机等也广泛应用各个行业,但大功率光纤激光器工业加工应用尚是空白,而在我国造船工业中甚至还没有使用激光加工技术。

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