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激光制造在國內(nèi)外船舶制造中的應用


  來源: 儀器儀表商情網(wǎng) 時間:2015-07-28 作者:
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在船舶、飛機、汽車和機車車輛等運輸機械的制造中,板材結構的連接直到目前仍主要使用鉚接工藝,這是由于傳統(tǒng)的焊接方法(如火焰、電弧、等離子體弧等)熱源是發(fā)散的,能量密度較低,因此焊接速度低,熱輸入量大,造成焊接接頭性能差。與傳統(tǒng)焊接熱源不同,激光具有優(yōu)良的傳輸和聚焦特性,經(jīng)過聚焦鏡組后可以將能量高度集中。因此,激光焊接可以使用最少的能量作用于最小的區(qū)域,作用時間大大縮短,加工速度大大提高,得到極其細小的焊縫組織,近縫區(qū)的熱影響很小,焊接結構的變形也最小,保證了焊接接頭良好的性能。

 以汽車工業(yè)為例,從樣車的開發(fā)、零部件的制造到車身總裝,激光無所不在。在樣車的開發(fā)和小批量生產(chǎn)中,高度柔性的激光三維切割取代大量的沖孔和修邊模具,不僅節(jié)省大量的模具,同時新車型的開發(fā)周期大為縮短。在汽車零部件制造方面,多種汽車變速箱激光焊接替代了傳統(tǒng)花鍵連接、電子束焊接,大大提高了生產(chǎn)效率和變速器的整體質(zhì)量與性能,降低了變速器齒輪的制造成本,選擇多,節(jié)省材料,減化多種工藝流程;根據(jù)車身不同部位的承重和使用要求,利用激光焊接將不同材質(zhì)、不同厚度和不同表面狀態(tài)的坯板拼焊在一起,然后一次壓制成型制造車身部件,車身部件使用由激光薄厚大板拼接的組合板,顯著降低了車身重量,取代了傳統(tǒng)的拼焊方式。在車身總裝上,激光焊接和釬焊取代了傳統(tǒng)的電阻點焊工藝。由于激光制造技術所具有的無與倫比的優(yōu)勢,在歐洲,幾乎所有汽車制造廠在汽車研制開發(fā)和生產(chǎn)中無一例外的大量采用激光加工。實際上,激光制造技術在汽車制造中應用的廣度和深度已經(jīng)成為汽車工業(yè)先進性的重要標志。

激光制造是效率最高、流程最短、整體性最高(密封性、強度就是整體性和散件區(qū)別的標志)、最節(jié)約高合金材料,輕型化、節(jié)省能源的制造方式。

 

1.2   激光制造在船舶制造中應用的國內(nèi)外現(xiàn)狀

 20世紀90年代中期,激光作為一種重工業(yè)制造工具用于造船工業(yè)。大型艦船制造方法逐漸實現(xiàn)由鉚接到焊接的變革,焊接方法、工藝和設備也穩(wěn)步發(fā)展,從早先的氣焊、電弧焊,發(fā)展到激光焊。造船技術的不斷發(fā)展,帶動了造船材料和船舶設計的重大變化。圖1所示為造船工業(yè)中三明治夾層板的激光焊接。

造船工業(yè)中三明治板的激光焊接

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