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中国激光企业能否受益于首艘国产航母建造?

  二、大功率光纤激光器在船舶制造业中的应用趋势

  光纤激光器是近几年激光领域里极其关注的热点,在加工领域光纤激光器有迅速替代传统的YAG、CO2激光器的趋势,人们普遍认为,大功率光纤激光器将是第三代最先进的工业加工激光器。

  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。

  2010年6月,IPG公司宣布,其生产的10KW光纤激光器成功应用于船舶制造中的复合焊接。当时,顾波博士就曾表示:“当IPG高功率光纤激光器在船舶制造厂得到普遍应用后,将节省30%的能源消耗,这将是一场技术性革命,并会推进船舶制造技术的不断改善。

  日本长崎造船厂获得日本海事协会及英国劳氏船级社的许可,将光纤激光-电弧复合焊第一次运用于船舶制造。由于光纤激光的热影响区小,能够显著降低工件热变形现象,改善焊缝外观,另外也降低了船舶建造的成本,经济效益得到显著提高。

  由于光纤激光焊接能够高效率进行深熔焊的优势(相对普通电弧焊接,熔深可以达到更深),它正被广泛应用,尤其在汽车等薄板加工行业。在船舶制造行业,不仅需要高精度的焊接,而且大多数采用的材料是厚板,所以结合光纤激光和电弧的优势,产生了光纤激光焊接与易于使用的传统的电弧焊相结合的焊接方法--光纤激光-电弧复合焊接方式。

  光纤激光-电弧复合焊接方式是一种先电弧后激光焊的自动化的焊接方法,它将能量集中于一点进行焊接以降低总的热量注入,从而减少焊接工件的热变形。将其应用在船舶制造行业,可以提高船体的制造精度,减少一些辅助加工序如现场切割调整,变形校正等,另外它还有助于产品的外观改善,提升质量,降低建造费用。光纤激光-电弧复合焊保证了焊接接头水平性、韧性及强度,从而在精确管理与施工技巧方面确保了其在船舶制造业更广泛的应用。

  结语

  从近段时间中国国防部发表关于我国在自行建造航空母舰的言论看来,我国发展并建造自己的航空母舰是势在必行的,这不仅提高我国的国防军事实力,也将大大促进大功率光纤激光加工设备在船舶工业的应用,提高我国激光应用产业值。

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