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光纤金属激光切割机

日期:2019-07-24 13:28

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  铝合金激光焊接较为引人关注的特点是其高效率,而要充分发挥这种高效率就要把它运用到大厚度深熔焊接中。因此,研究和使用大功率激光器进行大厚度深熔焊接将是未来发展的必然趋势。大厚度深熔焊更加突出了小孔现象及其对焊缝气孔的影响,因此小孔形成机理及其控制变得更加重要,它必将成为未来学术界及工业界共同关心和研究的热点问题。改善激光焊接过程的稳定性和焊缝成形、提高焊接质量是人们追求的目标。因此,激光-电弧复合工艺、填丝激光焊接、预置粉末激光焊接、双焦点技术以及光束整形等新技术将会得到进一步的完善和发展。 另外,有人发现在CO2激光焊接熔池中存在几安培的固有电流,焊接区的外加磁场会影响熔池的流动状态以及光致等离子体的形态和稳定性。因此,采用某种形式的磁场有可能改善铝合金激光焊接过程的稳定性和焊缝质量。所以,采用辅助电流,通过其形成的电磁力控制熔池流动状态,从而改善焊接过程的稳定性,提高焊缝质量,也可能会受到更多研究者的关注。

  利用激光表面处理技术能使低等级材料实现高性能表面改性,达到零件制造低成本与工作表面高性能的最佳组合,具有可观的经济效益和社会效益。激光硬化依靠材料基体的热传导进行自冷淬火,无须冷却介质和相关配套装置,成本低,且对环境无污染。激光表面硬化处理后的零件表面硬度比常规淬火硬度提高15%~20%,硬化层深度通常为0.3~0.5mm,若采用更大功率的激光器,可达1mm。激光硬化的热影响区小,淬火应力及变形小,后续加工余量小,甚至有些工件经激光处理后可直接使用。 激光束的能量可连续调整,并且没有惯性,配合数控系统,可以对形状复杂的零件和其它常规方法难以处理的零件进行局部硬化处理,也可以在零件的不同部位进行不同的激光硬化处理。正因为激光表面处理的上述特点,它特别适用于常规硬化处理(如渗碳和碳氮共渗淬火、氮化及高中频感应加热淬火等)所难于实现的某些零件及其局部位置的表面强化处理,因此在模具制造中具有独特优势:可实现用低档模具钢或铸铁替代高档模具钢;用国产模具钢替代进口模具钢;可对模具实行增强性修复(再制造工程),降低模具制造成本。在模具制造中应用激光表面硬化技术,可以集设计、材料选择、制模、检验、修复等技术于一体,大幅度缩短设计制造周期,降低生产成本,变革模具制造方式,最终整合提升整个模具产业水平。这些优点无论在技术性还是在经济性及服务性上,都是现有传统技术所无法比拟的。 例如,SC6350微车纵梁前段厚板材拉延模以往一直是采用Cr12MoV材料制造,由12个镶块组合而成,由于镶块制造时的淬火变形较大,需要进行二次加工,因镶块“接缝”的影响,使该模具的加工费用高、周期长,零件易出现“拉烧”的现象,一直无法解决。对模具表面进行激光淬火处理,由原Cr12MoV等材料的12个镶块改用球墨铸铁QT600-2整体铸造成型,对型面采用激光强化处理,其硬度达58~62HRC,淬火后模具无变形,只需对表面稍作打磨,即可投入使用。与原制造工艺相比,模具采用激光处理后,材料节约40%~60%,加工工时和刀具费用降低30%,使用寿命大幅提高。特别值得注意的是,厚板材拉延模使零件“拉烧”的技术难题,在国际上尚无很好的解决办法,而采用激光表面强化工艺处理,就有效解决了这个技术难题,提高了冲压件的表面质量和尺寸精度,达到厚板材拉延模的使用要求,使得模具设计上的材料选择更加广泛。 又如,微车覆盖冲压件原使用灰口铸铁HT300,硬度仅有28~32HRC。模具使用时只冲压几十件甚至几件工件就需进行修模,严重影响加工进度并增加劳动强度。经激光对模具型面进行淬火强化处理后,硬度可达58HRC以上,大大提高了模具的使用寿命,实验表明,连续冲压5000个冲次后,无须“油光”仍可继续冲压。

  1、机械连接技术 铝合金导热率高,采用传统电阻点焊技术连接能耗极高,而且质量难以保证。目前,国外汽车制造厂商大量采用自冲铆接、自切削螺钉等机械连接方法实现铝合金连接,而该技术目前则由英国Henrob、美国Emhart、德国Bollhoff等国外公司所垄断。我国需要通过自主创新,研发拥有自主知识产权的机械连接装备与工艺,以打破国外的技术壁垒。 2、焊接技术 对铝车身零部件连接技术而言,目前除大量采用锁铆、自切削螺钉、自攻螺钉、冲联工艺及胶(粘)接等非熔化连接方法外,还大量采用MIG焊、激光焊(包括激光熔焊、激光钎焊)及激光-MIG电弧复合焊等熔化焊接方法。其中,MIG焊、激光焊及激光-MIG电弧复合焊、搅拌摩擦焊成为铝车身零部件焊接的标准工艺。2012 欧洲白车身冠军车型——Benz SL的亮点是搅拌摩擦焊首次得到大量的应用。车身焊点当量达到6669个,对于车身刚度的提升起到重要的作用。 3、柔性化包边技术 车身覆盖件外形质量要求高、精度控制严,传统模压包边投入大、柔性差,机器人滚压工艺(rollerhemming)成为包边柔性化的必然趋势。国外成熟的汽车设备供应商已有很多具备了柔性化铝合金包边技术,例如德国ThyssenKrupp、美国Hirotec、德国Edag、英国DVA等公司。目前,国内铝合金覆盖件配套的包边设备供应商主要是欧美企业。

  真空镀铝纸的主要特点  真空镀铝纸,也称喷铝纸、镀铝纸、蒸镀纸。线帕以上的高真空中,以电阻、高频或电子束加热,使铅丝加热到1400摄氏度左右气化后附着在纸基上形成的。真空镀铝纸生产工艺可分为直接蒸镀法和转移蒸镀法两种。直接法(也称纸面镀铝),是预先对纸表面进行涂覆处理,以提高纸张表面平整性、光亮度,然后将纸直接置于真空镀铝机进行镀铝,这种方法仅适于薄纸(40克~120克)喷铝,常见的有铜版纸、白板纸和卡纸等。直接法镀铝层和纸面纤维的疏松结构相吻合,表面会呈细微孔,平滑度也相应较差。转移法(也称膜面镀铝),是以PET、BOPP薄膜为转移基材,经涂布、上色、喷铝、复合、剥离等工艺处理,然后将PET 膜等基材置于真空镀铝机镀铝后,再涂胶与纸进行复合,而后将PET膜剥离,镀铝层通过胶粘作用转移到卡纸表面上而成。转移法铝膜平整性好、金属光泽强、平滑度较高,比较适应包装印刷。与直接法相比,转移法生产的镀铝纸具有铝层附着力牢固可靠,充分利用了PET膜的平整度使纸面金属光泽更加明亮,提高外观效果;可以生产厚度40 克~450克的纸或纸板;可根据需要生产彩虹等多种全息激光防伪图案文字的镀铝纸产品等优点。  归纳起来,真空镀铝纸具有如下特点:  1.成本低。镀铝的成本低于铝箔复合。由于镀铝纸的金属层厚度小(一般镀铝纸的铝层厚度仅为0.025 微米~0.035微米,而铝箔卡纸的铝箔厚度约为7微米,是铝箔复合纸用铝量的1/200~1/300,用铝量少。另外还可从提高生产线速度,改进设计和材料管理等方面来降低成本。如镀铝纸作烟标其生产速度比铝箔复合纸可高200包/分钟。此外,PET 膜可反复使用6 次~8次。最终统计,真空镀铝纸比铝箔纸住成本费用上可节约10%左右。其次,真空镀铝纸适于高速印刷,可提高印刷的生产效率。  2.符合绿色环保和要求。铝箔金银卡纸、PET复合卡纸虽然已成为装饰性能与防伪性能均佳的高档包装材料,但它们是非环保材料。铝箔金银卡纸是铝箔与纸的复合产品,无法完全焚烧,既不能作为铝制品回收,也无法作为纸类回收,不符合环保要求。PET复合卡纸是镀铝膜与纸的复合产品,由于塑料膜不能降解,也非环保产品。而镀铝纸则由于使用铝量少,故镀铝纸既有金属质感,又具有可降解。可回收,容易处理和再生利用的特点,是绿色环保型的包装材料。另外,镀铝纸生产所用原辅材料无味、无毒,安全卫生,符合美国FDA标准。  3.防伪效果好。真空镀铝纸易于进行激光全息处理,处理后的真空镀铝纸称为激光喷铝纸(简称激光纸)。激光喷铝纸是将激光全息的图案或文字信号通过模压的方式加载到喷铝纸的表面而成。激光喷铝纸的激光亮度比普通透明膜的亮度强几倍,激光图案擦不掉。由于激光喷铝纸的生产工艺较为复杂,科技含量高,设备投资大,不易伪造,因此激光喷铝纸有较好的防伪效果。  4.适用范围广。镀铝纸可分为低克重(50 克以下)和高克重(300克以上)。低克重镀铝纸既有纸张的柔韧性,又具有铝箔复合纸的空气阻隔性能,主要用于糖果、巧克力、口香糖等产品包装,但在香烟内衬纸上的应用目前还停留在试验阶段,尚未进入批量使用;高克重镀铝纸板印刷透明的多彩油墨,能透出高贵富丽的金属光泽,主要用于月饼盒、化妆品盒、牙膏盒、酒盒和礼品盒的外包装制作,精美华贵,能提升产品价值。目前。镀铝纸广泛应用于日常生活中烟、酒、食品、药品和日用品等高档包装领域。镀铝纸既有复合铝箔卡纸和PET覆膜卡纸的金属光亮感,又有白卡纸原来的可塑性。同时它又是一种环保型纸张,物耗相对更为降低,并可做细纹热压。真空喷铝纸不仅外观华丽,更重要的是它具有防伪性和可降解性,是符合国际潮流的环保产品。以白卡纸作基材的镀铝纸板印刷后,可以应用于硬包香烟的外包装和酒类包装盒。用进口的木浆原纸制成的镀铝纸可应用于玻璃瓶的标签。而食品和药品包装使用镀铝纸,能解决采用复合包装膜包装的粉状药品因静电吸引而不易倒出药粉这一问题。

  2月22日消息: 引言镁的密度是1.78×103kg/m3,为铝的2/3,钢的1/4。镁合金具有高的比强度、比刚度、导热性、可切削加工性和可回收性,被称为21世纪的“绿色”工程材料。近年来,镁合金材料在各种机壳、“陆海空”交通运载工具、国防工业等方面获得了广泛的应用,随着镁的提炼及深加工技术的发展,镁合金材料已成为继钢铁和铝之后的第三大类金属材料,在全球范围内得到快速发展。本文在综述国内外镁合金激光切割、激光焊接、激光表面改性等技术的基础上,对镁合金的激光加工技术进行了研究。1 激光与镁台金材料的作用机理镁合金材料的激光加工是基于光热效应的热加工,前提是激光被镁合金材料吸收并转化为热能。从原子结构理论分析,激光对金属材料的作用是高频电磁场对物质中自由电子的作用,材料中的自由电子在激光诱导作用下发生高频振动,通过韧致辐射,部分振动能量转变为电磁波向外辐射,其余转化为电子的平均动能,再通过电子与晶格之间的驰豫过程转变为热能。不同材料对于不同波长的激光的吸收有很大的差别,吸收率AN。 3 镁合金的激光焊接技术镁合金的焊接性能不好,是制约镁合金应用的技术瓶预之一。相比传统焊接方法,激光焊接具有焊接速度快、热输人低、焊接变形小的特点。镁合金激光焊接技术的研究处于起步阶段,国内外对镁合金的激光焊接研究主要集中在镁合金的连续CO2激光焊接和固体脉冲YAG激光焊接两个领域。德国的1h。等Coelho用2.2kW的Nd:YAG激光器焊接了2mm厚的AZ31B镁合金。得到了表面成形好、气孔少、HAZ区小且无品粒明显长大的焊缝。加拿大的H.Al-Kazzaz等用4kW的Nd:YAG激光器成功焊接了2mm-6mm厚的ZE41A。焊接过程中激光功率过高或过低都会导致加工表面功率密度降低,问时焊接形式从小孔聚焦转变为部分聚焦,最后为热传导模式。激光复合热源焊接作为新型焊接技术日益受到关注,宋刚等用400W固体脉冲YAG激光加旁轴式TIG作为焊接复合热源,首次成功焊接2.5mm厚AZ31B镁合金板材,复合焊接的熔深可达TIG单独焊接的2倍、激光单独焊接的4倍,且焊缝与母材抗拉强度(240MPa)相当。为了提高镁合金材料在焊接过程中对激光的吸收率,孙昊等用500W固体脉冲YAG激光器研究了活性剂对镁合金激光焊接过程的影响,氧化物和氯化物能够增加镁合金激光焊接的熔深和深宽比,原因是活性剂微细粉末在激光作用初期增加了对激光能量的吸收。我们已经进行了镁合金薄板的激光焊接和激光复合焊接,目前正在研究中厚板的激光焊接,为工程实践提供理论支持。4 镁合金的激光表面改性技术随着激光表面改性技术的不断完善,镁合金激光表面处理在镁合金表面耐蚀性、耐磨性等方面的应用越来越受到国内外研究者的重视。激光表面改性技术分为激光表而重熔、激光表面合金化及激光表面熔覆等。4.1 激光表面重熔镁合金激光表面重熔使材料表面组织晶粒细化、显微偏析减少、生成非平衡相,进而引起表面强化,使合金表面耐磨性增加。巴基斯坦的Ghazanfar Abbas等利用1.5kW的半导体激光器对AZ31和AZ61镁合金进行表面熔凝处理,AZ31的硬度由基体的65HV提高到熔凝层的120HV, AZ61的硬度由基体的70HV提高到熔凝层的140HV,且磨损量都降低了一半,提高了其耐磨性。高亚丽等用800W的CO2激光器对AZ91HP镁合金进行了激光表面熔凝处理。与原始镁合金相比,熔凝层的硬度约提高90%左右,耐磨性提高78%,耐蚀性显著提高。这是枝晶细化和熔凝层中相对较多的共同作用。我们用5kW横流CO2激光器研究了AZ31B的激光熔凝技术,微观组织见图2,可以看出,熔凝区晶粒比母材明显小很多。4.2 激光表面合金化国内外在镁合金表面采用合金化处理的研究较少,主要的研究是利用注人硬质颗粒来提高合金化层的耐磨性。印度的Majurndar J D等利用l0kW连续CO2激光器对MEZ采用Al+Mn,SiC和Al+Al2O3合金粉末进行表面合金化处理,硬度由基体的35HV提高到合金化层的270HV,由于硬质相SiC的存在,同时耐磨性得到了提高。陈长军等使用5kW的CO2激光器对表面上预置了Al-Y粉末的ZM5进行了合金化处理,涂层硬度可达到250HV-325HV,而基材的硬度仅为80HV-l00HV。同基材相比,激光处理后的涂层耐蚀性得到显著提高。4.3 激光表面熔覆与激光熔凝、激光合金化相比,国内外对于镁合金激光熔覆研究相对较活跃,镁合金激光熔覆主要围绕提高镁合金的耐磨和耐蚀性进行。德国Maiwald T等用Al+Cu,Al+Si和AlSi30合金粉末对AZ91E和NEZ210进行激光熔覆,Al+Si熔覆层的耐蚀性好于Al+Cu熔覆层,AlSi30熔覆层的耐蚀性最好。德国Bakkar A在碳纤维强化的AS41表面上激光熔覆Al-S,粉末,得到了与基休有良好交界区的熔覆层,且熔覆层的耐蚀性提高了。黄开金等采用3.5kW激光器在AZ9ID表面有效地熔覆了非晶复合粉末Zr-Cu-Ni-Al/TiC,在非晶和金属间化合物的作用下,熔覆层的硬度由基材的100HV0.1提高到850HV0.1左右,硬度提高了7倍左右,加人TiC后,硬度更是提高了9倍左右,同时熔覆层的耐磨性较基材提高了16倍。通过表面改性来改善镁合金结构服役性能是一个重要的手段,将会成为镁合金研究的重要方向之一,但这方面的工作,还远远做得不够,可供实际借鉴的研究更是屈指可数。5 镁合金激光加工的进一步研究镁合金材料已经引起了世界各国研究与开发的兴趣,但是70%左右的镁合金材料主要以铸件或压铸件的形式被应用,只有10%左右用压力加工方法加工成厚板、薄板、棒材和型材、锻件和模锻件等,因此,开发镁合金的深加工是必然趋势。机电之家。其中:c0为光速,c0=3×108m/s为入射激光的波长;为金属材料的导电率。从式(1)可以看出,被加工材料一定时,激光的波长越短,材料对激光的吸收越多。金属中的大量自由电子由于集肤效应的作用,阻碍激光能量深入材料内部,使之大部分被反射掉,所以一般材料对CO2气体激光(λ=10.6μm)的吸收比对YAG固体激光(λ=1.06μm)的吸收低。当激光波长为一恒定值时,材料对该激光束吸收率的大小取决于材料的导电率,导电率越大,材料对激光的吸收越少。所以,镁合金材料对激光的吸收比一般金属材料对激光的吸收要低.这是对镁合金材料进行激光加工的难点之一。2 镁合金的激光切割技术切割是镁合金材料深加工的首要环节,良好的切割质量是材料深加工的保证。与传统切割方法相比,激光切割具有更高的切割精度、更低的粗糙度和更高的生产效率。目前,国内外对镁合金激光切割的研究尚属鲜见。我们利用500W固体脉冲Nd:YAG激光对4mm厚AZ31B镁合金板材进行了切割工艺研究。激光切缝窄细,上缝宽0.45mm、中缝宽0.22mm、下缝宽0.35mm,切缝垂直度为0.05mm,切面波纹小且分布规露。热影响区不明显,切缝的整体宽度约为空气等离子弧切割的1/4。但是,切缝的下表面有轻微的氧化现象,切面有80μm厚的组织形貌为等轴晶的重熔层。工艺研究得出的结论是:切缝宽度随着放电电压、脉冲宽度、脉冲频率的增大而增大,切割速度与辅助气体对切缝宽度的影响不大。图1为AZ31B镁合金激光切割宏观形貌和微观组织照片。   (miki)

  图解:2018年山东12市党政“一把手”调整2018年,山东省12市19位党政“一把手”进行了调整。从籍贯看,19位“新面孔”均是土生土长的山东人。这12市除济南、东营、潍坊、威海、济宁、日照、枣庄7个市的市委书记、市长(代市长)双双换人之外,其余5市的党政“一把手”均有调整。九位前任市委书记七人升任省部级领导,一人另有任用。…【详细】

  激光打标机适合绝大多数非金属材料及部分金属材料的打标,如纸质包装、塑料制品、标签纸、皮革布料、玻璃陶瓷、树脂塑胶、竹木制品、PCB板等。

  导读 陶瓷新材料基本应用于高精密要求的产品中,然而传统的接触式切割方式已经无法满足现今应用的精密需求和日益增长的产量需求,更重要的是陶瓷新材料的薄脆的特性容易碎裂。 小米最新发布的小米mix2的全面屏+全陶瓷概念的手机火遍了整个全中国,特别是全陶瓷的概念受到了各大烧机爱好者的热力追捧。作为三观正常的我们来理解,陶瓷在我们日常生活中只是用来吃饭、喝水。那么,我们的想法就大错特错。现代科技对于陶瓷材料的不断研究,使得陶瓷不仅仅用于生活器皿,像手机背板、传感器的基材、电路板的基材等等生活的方方面面都会用到。新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性。在热和机械性能方面,有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等;在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等;在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能;在生物方面,具有一定生物相容性能,可作为生物结构材料等。因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。氧化锆陶瓷就是现今应用的最多的一种陶瓷新材料,在新工艺的陶瓷生产中加入氧化锆(ZrO2)烧制而成,其优异的耐高温性能作为感应加热管、耐火材料、发热元件使用,同时氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性,优异的隔热性能,热膨胀系数接近于钢等优点,因此被广泛应用于热障涂层、催化剂载体、医疗、保健、耐火材料、纺织等领域。压电陶瓷是一种能将压力转变为电能的功能陶瓷,哪怕是像声波震动产生的微小的压力也能够使它们发生形变,从而使陶瓷表面带电。用压电陶瓷柱代替普通火石制成的气体电子打火机,能够连续打火几万次。PCB陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能,高导热特性,优异的软钎焊性和高的附着强度,并可以像PCB板一样能刻蚀出各种图形,具有很大的载流能力。上述陶瓷新材料基本应用于高精密要求的产品中,然而传统的接触式切割方式已经无法满足现今应用的精密需求和日益增长的产量需求,更重要的是陶瓷新材料的薄脆的特性容易碎裂。激光技术以它优异的性能优势打破了陶瓷新材料的加工壁垒。激光技术主要优势如下: 1、精密度高:激光束可以聚焦到很小的尺寸,因而特别适合于精密加工。激光精密加工质量的影响因素少,加工精度高,在一般情况下均优于其它传统的加工方法; 2、高速便捷:激光精密加工操作简单,切缝宽度方便调控,可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割、加工速度快,加工周期比其它方法均要短; 3、安全可靠:激光精密加工属于非接触加工,不会对材料造成机械挤压或机械应力; 4、加工成本低:不受加工数量的限制,对于小批量加工服务,激光加工更加便宜。激光加工不需任何模具制造,而且激光加工完全避免材料冲剪时形成的塌边,可以大幅度地降低企业的生产成本提高产品的档次; 5、工艺水平高:激光切割的割缝一般在0.1-0.2mm,切割面无毛刺,速度快、能量集中,因此传到被切割材料上的热量小,引起材料的变形也非常小。 精密光纤激光切割机就可以对这类陶瓷新材料进行精密加工,它具有光束质量好、聚焦光斑小、功率分布均匀、热效应小、切缝宽度小、切割质量高等优点。

  2019年2月全国查处 违反中央八项规定精神问题3107起为掌握全国贯彻落实中央八项规定精神情况,中央纪委在各省区市和新疆生产建设兵团、各中央和国家机关、各中央企业和中央金融企业等建立了落实中央八项规定精神情况月报制度。2019年以来,截至2月28日,全国查处违反中央八项规定精神问题情况如下:…【详细】

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  跟着手机、平板电脑、笔记本等消费类电子产品的更新开展,很多新工艺、新材料、新结构得到了运用,而铝合金具有质量轻、强度高、耐腐蚀、成型性好等长处,被广泛运用于制造各种消费类电子产品结构件,并选用激光脉冲点焊工艺进一步加工。在运用激光进行脉冲点焊时,焊点极易发生裂纹,构成焊接强度下降,稳定性也大大下降。传统的CO2、YAG等接连激光器焊接铝合金尽管能够防止裂纹的发生,可是传统激光器光束质量差、体积巨大、维护费用高、光电转化功率低,在必定程度上约束了其在消费类电子产品上的运用。尤其是消费类电子产品的结构件都具有厚度薄、体积小、精度高级特色,选用传统接连激光器焊接时易发生变形大、焊穿、烧熔等问题。   光纤激光器的快速开展为处理这一难题带来了关键,光纤激光器诞生于20世纪60年代,受其时技能条件约束,开展比较缓慢。自1988年Snitzer等人提出双包层光纤以来,依据这种包层泵浦技能的光纤激光器和放大器获得了快速开展,光纤激光器的输出功率水平快速进步,并广泛运用于高精度激光加工、激光医疗、光通信及国防等范畴。   相对于传统激光器,光纤激光器光束质量好、体积小、精度高、光电转化功率高。在焊接消费类电子产品的铝合金结构件时,能够很好地防止传统激光器焊接时存在的一些缺点和问题。在此将光纤激光器和在消费类电子产品铝合金结构件上运用广泛的脉冲激光器进行比照研讨,以断定光纤激光器是否能够成功运用于此类产品上。   试验材料和设备   (1)试验材料   试验选取了具有代表性的5052铝合金作为材料,并分析其化学成分,成果如表1所示。材料厚度为0.8mm,焊接接头为搭接接头。   (2)试验设备   试验所用脉冲激光器为YAG灯泵功率反应脉冲激光器,激光器功率300W,其外观如图1所示。光纤激光器选用单模光纤激光器,激光功率500W,外观如图2所示。  图1:YAG脉冲激光焊接机  图2:500W光纤激光器   试验进程中选用金相分析法评价焊接质量,经过拉力测验评价焊接强度,并经过丈量焊后工件外观尺度的办法评价焊接变形。试验中的焊接参数如表1、表2所示。  焊接缺点   铝合金激光焊接的首要缺点是气孔和裂纹,这点在脉冲激光焊接时表现得尤为显着。一般以为铝合金激光焊接发生的气孔首要是孔和低熔沸点合金元素蒸腾导致的气孔。铝合金线膨胀系数高,焊接应力大,又是共晶型合金,易发生热裂纹。尤其是激光脉冲点焊时,单个脉冲效果时刻短,热循环速度快,裂纹倾向很大。而选用光纤激光器接连缝焊铝合金时,因为熔池存在时刻大大延伸,改进了焊接应力以及低熔点物质对焊接裂纹的影响,极大地削减了焊接进程中发生裂纹的倾向。一起,熔池存在时刻的延伸也有利于熔池中气体的排出,削减焊接气孔的构成。  图3:脉冲激光器铝合金点焊焊点与光纤激光器缝焊焊缝金比较照   脉冲激光器铝合金点焊焊点与光纤激光器缝焊焊缝金比较照如图3所示,由图3可知,光纤激光器接连缝焊条件下,裂纹和气孔都得到了显着的改进。强度和稳定性   焊接裂纹会显着下降焊接接头的强度,对产品的实用性和可靠性有巨大影响,是较有损害的焊接缺点之一。铝合金脉冲激光点焊时,裂纹是影响焊接强度的一个重要因素,因为裂纹的不可防止性以及不规律性,构成铝合金点焊的强度远远低于材料自身的强度,而且各个焊接产品之间的强度差异也很大,稳定性较差。而光纤激光器接连焊接方法焊接铝合金能够防止焊接裂纹的发生,有用进步焊缝的强度和稳定性。   光纤激光器和脉冲激光器焊接同一铝合金产品的焊接拉力进行比照。经核算,光纤激光器的均匀拉力是脉冲激光器的3.9倍,而拉力数据的标准偏差只要脉冲激光器的1/3。结合图3的金相分析可知,光纤激光器的焊缝结合部位的宽度比脉冲点焊小得多,可是拉力能到达脉冲激光器的近4倍,这是因为:(1)光纤激光器焊缝在长度方向上仍有延伸,实践的有用结合面积并不比脉冲焊点小;(2)脉冲焊点的气孔和裂纹等焊接缺点构成其焊接强度远低于母材强度,而光纤激光器焊缝的强度挨近母材。因而,光纤激光器在焊接该类型产品时,比较脉冲激光器能够有用进步强度和稳定性。   焊接功率   因为光纤激光器缝焊的拉力大大高于脉冲激光点焊,这为进步焊接功率供给了空间,经过减小焊缝条数和焊缝长度,能够在较高的焊接功率条件下,完成与脉冲激光点焊相同乃至更高的焊接拉力。   在实践操作进程中,经过合理优化焊接参数、焊缝条数、长度以及焊接方位等,光纤激光器分段接连缝焊工艺完全能够代替原有的脉冲激光点焊工艺。依据实践出产中的统计数据,该工艺获得了原有脉冲激光点焊工艺3倍以上的出产功率,一起,将焊接拉力进步到原有脉冲激光点焊工艺的1.5倍以上。   焊接变形   铝合金线膨胀系数大,易发生焊接变形。激光焊接铝合金的变形量相对较小,可是在焊接IT构件类精细程度较高的产品时,即便细小的变形仍然会发生较大的影响,需求进行防备操控。一般选用传统接连激光器进行缝焊的热输入量都要大于脉冲激光点焊,因而变形量也会比脉冲激光点焊大。而光纤激光器因为具有优异的光束质量,光斑更小,能量更会集,能够以更快的速度和更小的热输入量进行焊接,因而产品变形相对传统接连激光器更小。   因为光纤激光器具有上述特色,一起光纤激光器焊接铝合金IT构件产品时的强度远高于脉冲激光器,经过合理优化光纤激光器的焊接参数、焊缝条数、焊缝长度以及散布方位,在满意工件的强度要求的一起,削减了焊接进程中注入工件的全体热量,以到达进一步减小工件焊接热变形的意图。经丈量,光纤激光器缝焊工件的全体焊接变形量超出脉冲激光点焊3.5%,相对脉冲激光点焊工艺差异不显着,能够满意实践需求。   产品外观   IT构件类产品对外观都有较高的要求,而铝合金材料受元素偏析、表面粗糙度、氧化层等影响,构成工件表面激光吸收率不一致,这种现象对激光脉冲点焊影响较大。选用脉冲激光点焊时简单呈现未焊合、飞溅、烟尘等问题,影响产品外观和功能,需求进行二次整理。 图4:脉冲激光器点焊与光纤激光器缝焊外观比照   脉冲激光器点焊焊点与光纤激光器缝焊焊缝的外观比照如图4所示。光纤激光器接连缝焊铝合金时,焊接进程愈加平稳,不易发生飞溅和烟尘,无需进行二次整理,在外观和工序上均优于脉冲激光器。   定论   (1)选用光纤激光器接连缝焊铝合金IT构件产品能够防止脉冲激光点焊经常呈现的焊接裂纹、气孔等缺点,大大进步了焊接强度及其稳定性。   (2)经过优化光纤激光器的焊接参数、焊缝条数、焊缝长度以及散布方位,能够减小焊接变形,进步出产功率。   (3)光纤激光器焊接铝合金IT构件时,焊缝滑润漂亮,不易发生飞溅、烟尘等,不需求进行二次整理,削减了出产工序。   (4)光纤激光器的分段缝焊工艺在焊接强度、全体外观、出产功率等方面均优于脉冲激光器的点焊工艺,而且在变形量与脉冲激光器适当,完全能够替代普通脉冲激光器在铝合金IT构件产品上的运用,具有较高的运用价值。

  轻质铝制夹层板已广泛使用在具备不同速度的各式各样的运输工具上:从公交车至赛车;从货运飞机至航班;从渡轮至赛艇。这些材料的硬度和强度都是非常重要的性能。蜂巢夹层板结构常作为骨架,并使用高性能粘合剂将它们粘合在一起。这种结构在许多工程师看来是有问题的,特别是暴露于在火焰中或浸于水中时。为了解决这些问题,英国焊接研究院(TWI)现已开发出用挤压铝材作芯材的激光焊接金属夹层板结构。    据该研究院称,在试验研究中,商标为Ex-StructTM的铝夹层板是用2mm厚的5083铝合金板和6060铝合金挤压管组成的。挤压模的设计为使管的外圆形成互锁式的连接方式。管的直径为30mm,壁厚2mm。凸凹连接界面的公差被严格控制。据焊接研究院称,他们曾使用激光点焊和激光支柱焊接来示范夹层板制造的可行性和确定影响焊接质量及变形的关键因素。据称,使用直径为1.2mm的4047合金(Al-13%Si)填充丝可减少焊接凝固裂纹,并得到平滑的珠状表面。    Ex-StructTM夹层板的一个示范板是通过在管子机械连接点进行定位并使用Nd:NAG激光点焊制造出来的。激光点焊是沿水平方向从夹层板的一面开始一行接一行地进行。在每行的点焊处通过控制光栅的开/关时间进行连续焊接操作。为了避免焊接裂纹,点焊时,使用脉冲模式,并在脉冲末端采用功率斜降,以降低冷却速度。激光功率的控制斜降可降低焊缝的裂纹敏感性。随后在夹层板的另一面开始进行与上述相同的焊接操作。    Ex-StructTM夹层板的另一个示范板的制造是通过Nd:NAG激光支柱焊得到的。首先将脱脂管放在底板上并使其组成一整体。焊接从表面的一个边缘向另一个边缘呈线性进行,并沿焊缝管子之间的机械连接点进行。此操作重复进行,直至另一边缘的焊接完成。随后对夹层板的另一面进行与上述相同的焊接操作。焊缝呈相对比较平滑的珠状,没有表面缺陷,焊接速度可达到2.6mm/min,激光功率为3kW,喂丝速度为3 mm/min。    多年来,英国焊接研究院一直为全球的民用及军用造船业提供各种材料的解决方案。随着国际竞争的日趋激烈和高速渡轮使用者要求减轻铝制轮船重量呼声越来越大,现在不仅在降低整体寿命成本和革新方面,而且在提高制造的成本效益方面都承受着巨大的压力。因此英国焊接研究院的战略是为那些供铝或用铝企业的薄板、挤压材、铸件或预制板提供增加附加值的方案,以及提供降低材料成本或增加材料功能的技术方案。连接技术的新设想将是该院的为满足现在和未来市场的工作重点。除了开发连接技术外,英国焊接研究院现在还致力于材料开发、覆层技术、扭曲预报、模拟化工作,以及船结构的性能和可靠性预测。

  邦德激光相关负责人在致辞中表示,邦德激光集结全世界最优秀的光学和机械学人才,进行多年的技术攻关,终于在今天对外推出这款具有划时代意义的产品。对于激光行业而言,这是一次值得纪念的跨越。

  一、铝合金焊接的特点铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50%以上。 铝合金焊接有几大难点: ①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍;②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3其熔点为2060℃) ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺;③铝合金焊接容易产生气孔;④铝合金焊接易产生热裂纹;⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形;⑥铝合金热导率大(约为钢的4倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2~4倍。 因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。 二、铝合金的先进焊接工艺针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。 1.铝合金的搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al -Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经进入工业化生产阶段,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件,美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。 铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊的树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷,综合性能良好。与传统熔焊方法相比,它无飞溅、烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头性能良好。由于是固相焊接工艺,加热温度低,焊接热影响区显微组织变化小,如亚稳定相基本保持不变,这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小,对于薄板铝合金焊后基本不变形。与普通摩擦焊相比,它可不受轴类零件的限制,可焊接直焊缝、角焊缝。传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜,并在48h 内进行加工,而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前去除油污即可,并对装配要求不高。并且搅拌摩擦焊比熔化焊节省能源、污染小。 搅拌摩擦焊铝合金也存在一定的缺点: ①铝合金搅拌摩擦焊接时速度低于熔化焊;②焊件夹持要求高,焊接过程中对焊件要求加一定的压力,反面要求有垫板;③焊后端头形成一个搅拌头残留的孔洞,一般需要补焊上或机械切除;④搅拌头适应性差,不同厚度铝合金板材要求不同结构的搅拌头,且搅拌头磨损快;⑤工艺还不成熟,目前限于结构简单的构件,如平直的结构、圆形结构。搅拌摩擦焊工艺参数简单,主要有搅拌头的旋转速度、搅拌头的移动速度、对焊件的压力及搅拌头的尺寸等。 2.铝合金的激光焊接铝及铝合金激光焊接技术(Laser Welding) 是近十几年来发展起来的一项新技术,与传统焊接工艺相比,它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。其功率密度大、热输入总量低、同等热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点,特别对热处理铝合金有较大的应用优势。可提高加工速度并极大地降低热输入,从而可提高生产效率,改善焊接质量。在焊接高强度大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度的匙孔,发生匙孔效应,则可以得到实现。 激光焊接铝合金有以下优点: ①能量密度高,热输入低,热变形量小,熔化区和热影响区窄而熔深大;②冷却速度高而得到微细焊缝组织,接头性能良好;③与接触焊相比,激光焊不用电极,所以减少了工时和成本;④不需要电子束焊时的真空气氛,且保护气和压力可选择,被焊工件的形状不受电磁影响,不产生X射线;⑤可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接;⑥激光可用光导纤维进行远距离的传输,从而使工艺适应性好,配合计算机和机械手,可实现焊接过程的自动化与精密控制。 现在应用的激光器主要是CO2和YAG激光器,CO2激光器功率大,对于要求大功率的厚板焊接比较适合。但铝合金表面对CO2激光束的吸收率比较小,在焊接过程中造成大量的能量损失。YAG激光一般功率比较小,铝合金表面对YAG激光束的吸收率相对CO2激光较大,可用光导纤维传导,适应性强,工艺安排简单等。 在焊接大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度的匙孔,发生匙孔效应,则可以得到实现 。 铝及铝合金的激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能的吸收很弱,对CO2 激光束(波长为10. 6μm) 表面初始吸收率1. 7 %;对YAG激光束(波长为1. 06 μm)吸收率接近5 %。

  高亮度光纤激光器(光束参数乘积[BPP] 高功率、高亮度光纤激光器使远程激光扫描(RLS)应用飞速发展。相比其他技术,RLS具有更强的灵活性和更快的加工速度,并且极大程度的缩短了大尺寸工件的加工周期。 高亮度光纤激光器 传统光纤激光器采用光纤耦合技术将多束激光输出耦合在一起,导致输出激光的亮度更低。而恩耐nLIGHT altaTM新一代光纤激光器采用了创新型架构,通过将泵浦二极管和驱动器合并在独立的泵浦模块中,增益光纤安装在可配置的增益模块中,可以输出8kW 以上的激光功率。增益模块基于新颖的主振荡器/功率放大器 (MOPA) 设计,可以实现高亮度激光输出。此外,恩耐激光器还采用了可靠的集成式返射隔离器来保护所有模块免受返射光的影响,可以对高反材料进行满功率、不间断、稳定的加工。这两项技术创新在RLS 应用中起到了至关重要的作用。 RLS 系统的设计关键在于扫描头的工作距离、焦斑尺寸以及扫描范围。使用高亮度光纤激光器的一个好处就是它能够增大工作距离和扫描范围,同时能够获得更小的焦斑尺寸,以提高焊接速度和增大焊接熔深。表中所列的两个商用RLS 扫描头产品(SCANLAB IntelliWELD 和 IntelliSCAN)展示了更高亮度激光的好处(50μm 光纤芯径)。从此例可以看出,扫描头工作距离可以增加 50% 以上,同时焦斑尺寸可以缩小14%。nLIGHT 激光器可以提供功率高达 8kW 的高亮度输出。 远程激光焊接 焊接解决方案的选择对于每个应用来说都是一个复杂的问题。一般来说,短焊缝数量越多,并且分布在较大的面积上(例如门、座椅结构以及汽车总成的车体部件)。相比固定光学头焊接,远程激光焊接(RLW)的优势也更大。图 1 为采用RLW 技术后加工周期缩短高达 50% 的案例。示例同时涵盖了高密度焊缝焊接、精密焊接 (a, b) 以及具有多条焊缝的大尺寸结构焊接等情况。尤其是我们从 (c) 中看到,此部件的部分焊缝从顶板一直延续到底板。这种类型的结构采用传统焊接头进行焊接并不容易实现。图1. 汽车总成需要将一组管子的末端焊接到一个较大的结构 (a)。(b) 例所示为大型(约 30 × 60cm)汽车座椅结构,这是一个多层结构,要求在顶部进行焊接,并通过孔焊接到部件的底层 (c)。 此外,RLW 可以为焊接工艺控制提供很多先进功能,例如,如果需要使焊接点在焊接区域内进行摆动,或加工过程包含复杂的焊接形状(圆形,C形等),采用扫描方式的加工速度和精度会比使用机器人进行小幅度高速运动的效果更好。RLW 扫描头的扫描速度可以达到每分钟90至180m,而传统机器人的运动速度较大只有约 10m/min。 高亮度光纤激光器加工高导热材料时,较好是采用小光斑,以保持焊接小孔的稳定,但此加工方式可能会使加工过程过于剧烈,产生大量焊接飞溅。实验证明,高亮度激光器配合远程扫描头的高速定位,显著减少焊接飞溅,这是通过光束摆动确保焊接小孔稳定来实现的。图 2 表明,焊接铜、铝时,如果不使用光束摆动模式,焊接飞溅将会很严重。一旦采用高频摆动光束,焊接飞溅就会减少。此外,恩耐激光独创的抗高反技术在此应用中也不可或缺,通过安装一个保护装置,避免设备受到返射光的伤害。加工铜和铝这类高反射金属时,返射光是不可避免的,传统激光器由于对返射光的天然敏感性,可能会导致加工不稳定和破坏性自动关机,甚至报废。图2. 无光束摆动 (a) 和有光束摆动 (b) 的纯铜焊接飞溅情况观察结果,摆动优化显示无焊接飞溅 (c)。(d-f) 所示为对铝材进行光束摆动应用的效果,焊接飞溅减少。(图:德国德累斯顿 Fraunhofer IWS 以及 SCANLAB)。

  邦德激光研发总经理为大家隆重介绍这款产品。他介绍道,与普通中高功率激光切割机相比,25000瓦超高功率激光切割机的技术难度非常大,除了光学上的要求,还需要设备拥有超强承重的机械结构,以及稳定性达到非常高标准的控制系统。当然,高技术难度对应高技术优势,25000瓦超高功率激光切割机在工业应用中的优势相当明显。比如,它将碳钢切割的厚度极限刷新到60mm甚至70mm,不锈钢切割极限刷新到70mm以上。同时,超高功率激光切割机拥有数倍于普通激光切割机的切割速度,带来生产效率上的革命。

  浮选氧化铅锌矿困难已经成为困扰选矿工作者的难题,近年来,对于浮选氧化铅锌矿的研究有了很大的进展,也获得了一定的经济效益。本文就氧化铅锌矿能浮选吗?氧化铅锌矿难浮的原因有哪些来为您展开详细论述。浮选氧化铅锌矿困难的原因有:氧化铅锌矿的物质组成复杂、性质较脆、易被氧化铁污染,失去原有的可浮性、含有铅铁矾、菱铅矾等难选物质、氧化铅锌矿物紧密共生,难以解离,而且在混合矿中,被次生硫化铜薄膜复盖的原有硫化矿物受到强烈的活化。这些都是造成氧化铅锌矿难以浮选的原因。 尽管困难重重,但是选矿工作者们在最近几年对氧化铅锌矿的浮选工作作出了大量的试验研究,较为突出的研究成果包括: 1、新型浮选工艺 随着矿石的日益贫细杂化,矿石越来越难以选别,尤其矿石性质极为复杂的氧化铅锌矿采用单一浮选法或冶金方法都不能有效地回收,此时,研发氧化铅锌矿浮选的新工艺、新方法对氧化铅锌矿的开发利用显得尤为重要 激光辐射浮选工艺是将矿物采用激光照射后,再以硫化浮选法将有用矿物回收方法简单易行,但局限性较大,对多数氧化矿物选择性差,且激光对人体有害,因此激光辐射浮选法尚处于探索阶段,童雄等人采用激光辐射菱锌矿,再以硫化一胺法浮选结果表明,未经激光辐射的菱锌矿选别指标较差,而经辐射后的菱锌矿浮选效果得到很大的改善,选别指标更好激光照射可改善氧化锌矿的硫化一胺法浮选效果。 2、重选(磁选)一浮选联合流程 某些氧化铅锌矿因矿石性质的特殊性,需采用重选—浮选联合流程或者磁选—浮选联合流程处理才能达到综合回收金属的目的,其优点是充分利用矿石自身特点,将密度较大或者具有磁性的矿物以重选或者磁选回收,或者采用重选预抛尾该法主要适用于金属矿物与脉石矿物密度相差较大或者矿物具有磁性的矿石采用重选与浮选联合处理氧化铅锌矿可使矿物得到良好的分选,该法生产应用前景较大,因为重选法流程简单,管理方便,成本低,与浮选法结合后,将使精矿品位和回收率都可以得到提高。 综上所述,目前单独浮选法对于氧化铅锌矿选矿来说,还是比较困难。可采用重选浮选联合或磁选浮选联合的方法。随着时间的推移,相信在氧化铅锌矿难浮问题上还会有大的进展。

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