探索激光熔覆及自动化先进技术应用

科技   2024-11-16 10:00   广东  

激光熔覆技术又称表面改性技术,是利用高能激光束熔化预置在零件表面或同步送到工件表面的金属粉末,使粉末与零件冶金结合,从而达到恢复零件的尺寸、增加改善零件的表面性能和快速制造异型零件的目的。

01
应用领域
激光熔覆技术在多个领域都有广泛的应用,包括航空航天、汽车制造、冶金工业和高校教学等。
在航空航天领域,该技术可用于燃气轮机叶片、喷管、涡轮盘等重要部件的表面强化,以显著提高部件的使用寿命。
在汽车制造领域,激光熔覆技术可用于强化发动机气门、连杆、凸轮轴等关键部件,增强其抗磨性和耐腐蚀性,降低维修频率和生命周期成本。
在冶金工业领域,该技术可用于表面修复和保护、部件修复和再制造、表面合金化处理等,显著提高材料的耐磨和耐腐蚀性能。
02
激光熔覆的优势
2.1
精密性高
激光熔覆可以精确控制,熔覆层的成分与性能主要取决于熔覆材料的成分;
2.2
改善材料特性
激光熔覆层组织致密,可显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性,从而达到表面改性或修复的目的;
2.3
高效率
激光熔覆层的尺寸和位置可精确控制,可以使单道激光熔覆层宽度达到20-30mm,单层最大厚度可达2mm以上,使熔覆效率和覆层质量进一步提高;
2.4
易操作
基体不需预热,工艺过程简单、可靠;
2.5
无污染
激光熔覆对环境无污染、无辐射,劳动条件较大程度改善。

03
激光熔覆焊接技术解决方案
大族通用焊接及自动化事业部在深耕激光应用多年,可为各个行业客户提供专业的激光熔覆焊接解决方案及全流程服务,研发应用了多款激光熔覆系统方案,已经在各个领域得到广泛应用。
3.1
四轴激光熔覆系统

系统为单机人工上下料方式,由激光器、熔覆焊接头、冷水机、四轴焊接平台组成,采用“工业PC+运动控制卡”模式控制,焊接轨迹可自定义,通过一套套三轴电动平台配合旋转平台联动,带动熔覆焊接头实现不同熔覆焊接轨迹的运动。 


产品特点

PART.01

结构紧凑,采用封闭式作业,生产效率高,粉尘污染小;


PART.02

三轴+R轴运动模式,可实现平面和圆周产品的熔覆焊接;


PART.03

配备双桶送粉器,可选配各种激光器,配置丰富;


PART.04

单机焊接作业,便于场地布置;


PART.05

CCD监视功能,激光器有红光指示功能,定位瞄准简单、快捷、准确。


3.2
惰性环境熔覆系统

系统以及熔敷焊接头等主要部件构成。PC系统由控制卡及端子板组成运动控制系统,控制各轴运动及其相互配合,通过设置软件参数或加工参数调整工作台速度,激光加工参数等。 


产品特点

PART.01
惰性气体成型室舱门位于箱体正面;舱门开关操作方便、密封性良好、强度好;

PART.02
惰性气体净化系统,净化循环系统除水氧循环能力为90m³/h,将密封手套箱内的水氧含量降到50ppm;

PART.03
半导体激光器+轮廓焊接,产品尺寸可兼容性高;

PART.04
配备气压调节装置,节省保护气体;

PART.05
采用CCD摄像头形成监控系统,可以对加工过程进行监控、准确。

3.3
6000W激光熔覆工作站

系统主要有6000W光纤激光器,高功率自动变焦智能熔覆焊接头,冷水机,双桶送粉器,六轴机械手及变位机等组成,采用封闭式防护系统,确保设备安全稳定运行。 


产品特点

PART.01
采用模块化设计,可兼容替换不同产品,降低制造成本,缩短制造周期;

PART.02
设备可实现激光熔覆,焊接,淬火等多用途;

PART.03
配置机械手和变位机,可实现任意形状位置的熔覆焊接;

PART.04
可对接MES系统,实时上传焊接数据;
04
样品展示

05
视频展示



激光熔覆技术是一种先进的表面改性和修复技术,影响激光熔覆的工艺参数主要有激光功率、光斑直径、熔覆速度、离焦量、送粉速度、扫描速度、预热温度等。这些工艺参数对激光熔覆的质量和效率有着重要的影响,需要根据具体的材料和应用场景进行优化调整。

未来,激光熔覆技术将进一步发展,特别是在新材料和新工艺方面。随着技术的不断进步和成本的降低,激光熔覆技术将更加普及,为制造业的转型升级提供有力支持。同时,随着全球对高性能材料和定制化部件需求的增加,激光熔覆技术将在更多领域得到应用,推动制造业的高质量发展。

来源:大族激光精密焊接事业群
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