激光制造技术的应用与展望.pdf

《激光制造技术的应用与展望.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、综述现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2012年第9期激光制造技术的应用与展望辛晨光(浙江大学光电信息工程学系，杭州310000)摘要：激光制造技术是一种具有巨大发展潜力的高柔性、绿色制造技术。阐述了目前激光制造技术在不同制造领域、不同工艺范围的应用现状，包括激光焊接、激光熔覆及激光表面合金化、激光淬火、激光表面改性、激光切割、激光快速成形、激光打孔和激光纳米制造，并展望了激光制造技术未来的研究及发展趋势。关键词：激光制造；应用现状；发展趋势中图分类号：THl6文献标志码：A文章编号：167l-3

2、133(2012)09珈130珈5ApplicationandprospectoflasermanufacturetechnologyXinChenguang(DepartmentofOpticalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310000，China)Abstract：Lasermanufacturingtechnologyisakindofgreenmanufacturingtechnologywhichisfullofpotentialfordevelopmentofhighflex

3、ibility．Describesapplicationsoflasertechnologyindifferentareas，differentmanufacturingprocessincludinglaserweld—ing，lasercladdingandlasersurfacealloying，laserquenching，lasersul{acemodification，lasercutting，laserrapidforming，laserdrilling，lasernanometermanufacturing，andpro

4、spectstheresearchanddevelopmenttendoflasermanufacturingtechnology．Keywords：lasermanufacture；presentapplicationsituation；developmenttrend0引言激光制造技术是一种高度柔性和智能化的先进加工技术⋯，被誉为“未来的万能加工工具”、“制造技术的共同加工手段”。近年来，由于激光光源性能的提高(如准分子激光和飞秒激光)，微细激光加工技术得到了迅速发展，被广泛应用于各种金属、陶瓷、玻璃及半导体等材料的具有微米尺寸的微

5、型零件或装置的加工中。随着大功率激光器件及配套制造系统的发展，激光加工技术形成了激光焊接、激光切割、激光打孔、金属零件激光直接成形和激光打标等十几种应用工艺悼o。激光制造技术正在以前所未有的速度向航空航天、机械制造、石化、船舶、冶金、电子和信息等领域扩展。在减量化、轻量化、再制造、节能和环保等方面发挥着越来越重要的作用旧圳。1激光焊接激光焊接是以激光作为能量载体的一种高能密度焊接方法，即将激光束直接照射到材料表面，通过激光与材料相互作用使材料内部熔化实现焊接‘5

6、。130近年来，激光焊接技术不仅广泛应用于碳钢及普通合金钢、不锈钢等，而且

7、在铝合金、镁合金等轻质材料的焊接方面取得了重大突破，为汽车、飞机等结构整体化、轻量化和低成本制造提供了保障。空中客车A318、A340和A380下机身和空气进气道铝合金加筋壁板T型接头的连接，采用激光焊接，取代了铆接或整体数控加工。铝合金激光焊接技术的逐步成熟也促进了全铝结构轿车的发展，如奥迪A2全铝结构轿车车身激光焊缝的总长度达到30m。欧洲50％～70％的汽车零／部件生产采用了激光焊接技术，仅德国大众一家公司在生产线上使用的激光焊机就达到700多台。第五代Golf车身激光焊缝总长度达到52．5m，由此，在减轻车身重量的同时，车身抗扭

8、刚度增加了80％以上，抗弯刚度增加超过35％。目前，激光一电弧复合热源焊接的研究异常活跃，并已走向工业应用。激光一电弧复合热源焊接综合了激光和电弧各自的优点，具有激光焊接的高速度、高效率、低热输入、电弧焊接良好的桥联性和填充金属熔敷效率高的特性。辛晨光：激光制造技术的应用与展望2012年第9期大众汽车公司已将激光一电弧复合热源焊接技术应用于轿车铝合金车门和侧顶梁的焊接。在航空航天领域，通过对AA6013(T6)航空铝合金激光一MIG复合热源焊接接头性能研究结果表明，虽然激光一MIG复合热源焊接接头的软化区和热影响区较单纯激光焊接扩大30

9、％，但接头的拉伸强度并没有下降，其延伸率和疲劳性能还有所改善。针对不同材料组合的激光熔钎焊接正在成为新的研究应用热点。通过对激光能量、光斑大小、作用位置和作用时间的精确控制，利用两种母材熔点的差异，使低熔点