
隨著(zhù)新電池技術(shù)的發(fā)展和更高的容量,對連接技術(shù)的需求正在增加。電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)尤其推動(dòng)了這一趨勢,汽車(chē)行業(yè)及其供應商正在尋求強大而高效的焊接工藝,以大批量生產(chǎn)電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池和動(dòng)力電池和蓄電產(chǎn)品中廣泛需要的銅和鋁接頭。
光纖激光焊接于近幾年取得了巨大的技術(shù)進(jìn)步,助力汽車(chē)輕量化及電池制造。光纖激光焊接繼續擴展其材料和應用范圍。激光技術(shù)和光束傳輸組件的創(chuàng )新克服了傳統上激光焊接的挑戰性應用,例如焊接銅、異種材料、薄金屬箔或不良裝配部件。
光纖激光器具有越來(lái)越多的光束特性、波長(cháng)、激光功率和脈沖持續時(shí)間。光纖激光通過(guò)改善與高反射率材料的耦合、改善熔池的凝固行為、消除缺陷、改善穿透深度控制的同時(shí)還補償不良的零件裝配,伴隨著(zhù)先進(jìn)的擺動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)顯示出減輕這些顧慮的希望。

光纖激光器擁有最佳的光束質(zhì)量、最高的亮度、最高的輸出功率以及最高的電光轉換效率,這些因素使光纖激光在加工中的效率和成本上比其他激光要優(yōu)秀很多。傳統的激光焊接技術(shù),例如連續波CO2焊接激光器在精度和焊接中希望避免的高熱輸入方面受到限制。另一方面,傳統脈沖Nd:YAG的限制是最大焊接速度、可實(shí)現的最小光斑尺寸以及能獲得的電光能量轉換效率。與傳統CO2、YAG等激光焊接工藝相比,光纖激光焊接工藝具有明顯的優(yōu)勢。這主要得益于金屬材料對波長(cháng)為1070 nm光纖激光的反射系數更低。高功率光纖激光器在焊接鋁、銅等高反射系數金屬材料時(shí)的優(yōu)勢尤其明顯。越來(lái)越多的應用要求更高的精度控制、更低的熱輸入和更低的電能消耗。連續波光纖激光焊接是一種提供這些功能的技術(shù)。因此,光纖激光焊接越來(lái)越受到以汽車(chē)行業(yè)及其供應商為代表的行業(yè)的追捧。

2017年中國激光焊接加工設備市場(chǎng)規模超過(guò)60億元,比前一年增長(cháng)了35%,呈現加快增長(cháng)的趨勢。目前激光加工也就幾類(lèi),表面加工包括打碼標記和修復、強化,另外就是切割和焊接。相比于250億的切割市場(chǎng),目前焊接的規模仍然未上來(lái),具體原因是因為激光焊接的工藝更加復雜,定制化加工案例更多。無(wú)論是穿透焊、深熔焊、拼焊還是搭接焊,都需要考慮是同種還是異種材料,其次要根據材料考慮采用什么激光器,以及功率,最后還要配備高度自動(dòng)化的操作系統、定位精準的夾具、機器視覺(jué)等組合成一套高性能的激光焊接方案。另外還要與弧焊、點(diǎn)焊對比考慮成本。這些都是以前激光焊接市場(chǎng)做不大的重要原因。而這兩年定制化的激光焊接方案開(kāi)發(fā)越來(lái)越成熟,只等市場(chǎng)應用的熱點(diǎn)爆發(fā)了。

眾所周知,光纖激光焊接金屬需求的功率是比較高的,而高輸出功率意味著(zhù)激光器和激光焊接頭會(huì )保持一個(gè)比較高的溫度,為了避免激光器以及焊接頭溫度過(guò)高,因此冷水機是必須配備的,并且對溫控要求非常高。
在2014年以前國內從事激光冷水機的主要企業(yè)大約10家,如今粗略計算可能超過(guò)30家,這也是跟隨激光設備企業(yè)數量增加而發(fā)展的結果。在華南地區規模最大和技術(shù)能力較強的可數廣州特域機電有限公司,針對國內光纖激光焊接快速發(fā)展,特域推出了一款雙溫冷水機,,具備雙循環(huán)制冷系統,采用兩個(gè)獨立的雙溫控設計,支持modbus通訊協(xié)議,可實(shí)現激光系統與冷水機進(jìn)行通信,監控冷水機工作狀態(tài)及修改冷水機參數。 當冷水機工作環(huán)境及工作要求改變時(shí),用戶(hù)可以通過(guò)控制程序修改冷水機參數,以適應工作環(huán)境及要求。
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