複合激光加工係統探討

將激光切割和焊接複合在一起的新型激光頭適用於光纖連接的、集成有激光射束控製的3D激光加工機床,可利用同一激光頭完成激光切割和焊接兩項工作,能夠縮短生產加工工時,提高機床使用的靈活性和準確性。

  在過去的幾年裏,大功率的沙本激光和纖維激光器為三坐標激光加工技術贏得了豐厚的利潤。這些激光的優點在於:利用光纖實現了靈活的激光射束控製,有著很高的激光光束質量、很高的電-光學的激光器效率、很好的脈衝調製能力和較小的體積,從而降低了設備的投資。若再利用激光器複合加工的性能優點,即使用同一激光器完成激光切割和激光焊接兩項任務時,可在3D激光金屬加工中大大縮短生產加工工時、提高激光加工工藝技術的靈活性和加工精度。

  工藝改進

  當激光切割和激光焊接兩種激光工藝技術結合在一起後,在激光器工作距離變化的工況下,激光能量在放大工件的激光加工窗口時有著重要的意義。細長的激光射束聚焦區域中強大的激光能量能在很小的激光器間距情況下準確地切割出非常細小的割縫,就像利用同一激光器在較大的間距下進行高質量的焊接一樣,甚至無需轉換激光器的聚焦位置。

  這種複合激光器的一種變形形式適合於采用光纜連接的、帶有激光射束控製係統的3D激光加工機床。其改進了的結構設計也大大提高了3D激光加工係統的性能。另外,它還配備了可編程控製的主動式激光模塊控製係統,在整個激光加工速度的範圍內有著很高的加工質量。本文介紹的轎車B立柱激光加工實例就是這種新型3D複合激光器的典型應用。

  在同一機床但不更換激光器的情況下完成激光焊接和激光切割兩種加工能夠給用戶帶來很多的好處。這種工藝方法的關鍵是複合式的激光器,一種能夠自動地、快速進行激光保護氣體、流量轉換的和焦距、激光頭焦距以及激光功率和激光器進給速度轉換的複合式激光器。這種所謂的自動“激光噴嘴”能夠輸出激光切割和激光焊接所需的保護氣體,同時也能有效地使用Cross-Jets進行光學係統的保護。

  因此,集成化的生產工藝能夠減少機床設備的負荷,靈活且經濟的變形加工方式以及減少生產設備操作的負擔,零部件的定位和固定等都在節約整個生產加工費用方麵發揮了重要作用。不變的TCP工具中心點校零技術,在工件裝夾中的配置和最佳工藝流程選擇的自由度都保障了極高的精度和極小的公差。在利用複合激光器進行焊接前的準備時,就可以省略傳感器支持的坡口加工了。 

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