レーザー溶接の開発プロセス

世界初のレーザー光線は、1960 年にフラッシュ電球を使用してルビー結晶を励起することによって生成されました。結晶の熱容量により、非常に低い周波数の非常に短いパルス ビームしか生成できません。瞬間的なパルスのピーク エネルギーは 10^6 ワットに達する可能性がありますが、それでも低エネルギー出力です。
励起元素としてネオジム (ND) を使用すると、イットリウム アルミニウム ガーネット結晶ロッド (Nd:YAG) は 1-8KW の連続単一波長ビームを生成できます。波長 1.{4}}6uM の YAG レーザーは、フレキシブルな光ファイバーを介してレーザー加工ヘッドに接続できます。装置のレイアウトは柔軟で、厚さ0.5-6mmの溶接に適しています。
CO2 を励起材料として使用する CO2 レーザー (波長 10.6uM)、出力エネルギーは 25KW に達し、厚さ 2mm の板の 1 パス完全溶け込み溶接を行うことができます。業界では金属加工が広く行われています。
-1980 年代中頃、新しい技術としてのレーザー溶接がヨーロッパ、米国、日本で広く注目を集めました。 1985 年、ドイツのティッセン スチール カンパニーはフォルクスワーゲン AG と協力して、世界初のレーザー溶接プレートをアウディ 100 のボディに使用することに成功しました。 1990 年代に、ヨーロッパ、北米、日本の大手自動車メーカーは、車体製造にレーザー溶接プレート技術を大規模に使用し始めました。研究所と自動車メーカーの両方での実践経験により、溶接プレートが自動車車体の製造にうまく使用できることが証明されています。
レーザー溶接は、さまざまな要件を満たすために、レーザーエネルギーを使用して、材料、厚さ、コーティングが異なる複数の鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などを自動的に接合および溶接し、一体のプレート、プロファイル、サンドイッチパネルなどを形成します。部品の材料特性を最適化し、機器の最軽量化、最適な構造、最高のパフォーマンスを実現します。欧米などの先進国では、レーザー溶接は輸送機器製造業だけでなく、建設業、橋梁、家電板の溶接製造、圧延ラインの鋼板溶接（鋼板の連続接合）でも使用されています。ローリング）など幅広く使用されています。世界的に有名なレーザー溶接会社としては、スイスの Soudonic、フランスの Arcelor Steel Group、ドイツの ThyssenKrupp Group の TWB、カナダの Servo-Robot、ドイツの Precitec などが挙げられます。
中国におけるレーザー溶接プレート技術の応用はまだ始まったばかりです。 2002 年 10 月 25 日、ドイツのティッセンクルップ グループの TWB の武漢ティッセンクルップ中仁レーザー溶接社によって導入された、中国初のレーザー溶接プレートの専門商業生産ラインが正式に稼働しました。それ以来、上海宝鋼アルセロールレーザー溶接会社と一汽宝友レーザー溶接有限公司が相次いで生産を開始した。
2003年に諸外国は、A318アルミニウム合金下壁パネル構造のダブルビームC02レーザーワイヤ溶接とYAGレーザーワイヤ溶接を実現し、従来のリベット留め構造に代わって航空機の機体重量を20%削減し、また20%節約した。費用の。 Gong Shuili は、レーザー溶接技術が我が国の伝統的な航空製造産業の変革と高度化にとって大きな意味を持つと信じています。その後、彼は直ちに関連するいくつかの事前研究プロジェクトに応募し、研究チームを組織し、中国の研究プロジェクトに「デュアルビームレーザー溶接」技術を導入する先頭に立って、当初から計画していた。この技術を航空機製造に活用します。中国の専門家チームは、ある航空機設計機関に予備技術を説明し、デュアルビームレーザー溶接の優位性と実現可能性を紹介した。複数の検証と評価を経て、設計機関はこの技術をリブ壁パネルを備えた特定の航空機の製造に使用することを決意し、「デュアルビームレーザー溶接」技術を航空機製造に適用するという当初の目標を達成し、主要技術を突破しました。軽合金レーザー溶接ワイヤ充填精度制御、デュアルビームレーザーワイヤ充填複合溶接装置の開発の統合と革新、国内初の高出力デュアルビームレーザーワイヤ充填溶接プラットフォームの確立など、デュアルビームを実現します。大型薄肉構造 T ジョイントの両面同期溶接を開発し、航空用リブ壁パネルの主要構造部品の溶接と製造に初めて適用することに成功し、我が国の新型航空機の開発に重要な役割を果たしました。国。
2003 年、HGLASER が提供した最初の大型ストリップオンライン溶接装置がオフラインの承認を通過しました。この装置はレーザー切断、溶接、熱処理を統合しており、我が国の HGLASER はそのような装置を製造できる世界で 4 番目の企業となります。
2004 年、HGLASER Farile の「高出力レーザー切断、溶接、切断および溶接を組み合わせた加工技術と装置」プロジェクトが国家科学技術進歩賞の第 2 位を受賞し、これを開発する能力を持つ中国で唯一のレーザー会社となった。技術と設備。
産業用レーザー産業の急速な発展に伴い、市場ではレーザー加工技術に対する要求がますます高まっています。レーザー技術は、単一の用途から多様な用途へと徐々に移行してきました。レーザー加工はもはや単一の切断や溶接ではありません。市場では、切断と溶接を統合したレーザー加工に対する需要がますます高まっています。レーザー切断とレーザー溶接を一体化したレーザー加工装置が誕生しました。
HGLASER Farile は、9×3 メートルの超大型で現在世界最大の統合レーザー切断溶接装置である Walc9030 切断溶接機を研究開発しました。 Walc9030は、レーザー切断機能とレーザー溶接機能を統合した大型切断・溶接装置です。この装置にはプロ仕様の切断ヘッドと溶接ヘッドが装備されています。 2 つの処理ヘッドはビームを共有します。 CNC技術を使用して、相互に干渉しないようにします。切断と溶接の2つの工程を同時に行うことができる装置です。切断してから溶接、溶接してから切断、レーザー切断と溶接を簡単に切り替えることができます。新たな機器を購入することなく、1台で2つの機能を実現します。アプリケーションメーカーの設備コストを節約し、加工効率と加工範囲を向上させます。また、切断と溶接の統合により、加工精度が完全に保証され、設備の性能が効率的かつ安定します。さらに、超大型プレートの溶接プロセス中のプレートの熱変形の問題や、超長距離飛行の光路の安定性を維持する方法の困難も克服します。長さ6メートル、幅1.5メートルの平板2枚を一度に溶接できます。溶接後の表面は滑らかで平坦なため、後続の加工は必要ありません。同時に、幅3メートル以上、長さ6メートル20mm以下の板を切断し、二次位置を必要とせずに一度に成形できます。
中国科学院瀋陽自動化研究所は、日本の石川島播磨重工業株式会社と国際協力を実施している。導入、消化、革新という国家科学技術発展戦略に従って、同研究所はレーザー溶接のいくつかの主要技術を習得し、2006年9月に中国初のレーザー溶接生産ラインの完全なセットを開発した。ロボットの開発にも成功した。平面と空間曲線のレーザー溶接を実現したレーザー溶接システムです。
2013 年 10 月、中国の溶接専門家が溶接分野で最高の学術賞であるブルック賞を受賞しました。英国の溶接協会 (TWI) は、毎年 120 か国以上の 4 つ以上の会員団体からの推薦を推奨し、最終的には溶接または接続に対する傑出した貢献を表彰する専門家に賞を授与します。科学技術と産業応用。この賞は、Gong Shuili と彼のチームを表彰するものであるだけでなく、材料接続技術の進歩を促進する AVIC の取り組みを裏付けるものでもあります。