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大功率光纤激光在中国制造业的广泛应用(北京汉诚祥)
http://www.weld21.com 2012-08-22 13:01 来源:北京汉诚祥

熊三胜   梅塞尔(中国)副总经理
李忠建   梅塞尔北京销售服务中心


  早在20世纪60年代,就已经提出光纤激光器的概念,而直到20世纪90年代才由IPG公司开发出可实用的样机,2000年的通讯市场大崩盘是推动光纤激光器发展的主要动力。

  光纤激光器正在各个主要的领域中取代传统工业激光器。从微电子电路的精细切割到高功率的汽车车身焊接,从普通商品上条形码打标到去除岁月痕迹的美容嫩肤。由柔软、纤细的一簇光纤替代了传统固体或气体激光器的许多复杂的分立元器件,光纤激光使得激光器变得小巧、结构简单、易于制造而且无需维护。

  工业光纤激光在材料加工方面,在所有高功率及低功率激光的市场上都有十分广泛的应用,同时还开启了许多传统激光无法问津的新领域。其中包括:汽车焊接及切割、金属快速成型加工、打标、划片、精细金属加工、打孔及热处理等领域。单模激光因其卓越的光束
质量大大改进了传统激光的工艺!在千瓦极光纤激光与同等功率的传统激光相比较,切割速度及焊接的穿透深度得到了极大的改进。另外传统激光在1微米波段的由于巨大的耗电量,高昂的维护及运行费用,常见的传统激光****功率仅为4千瓦左右,而3万瓦的光纤激光比它的运行费用及耗电量要低得多!由于光纤激光小巧的体积、可选择的多种波段、单模操作、光纤传导及免维护等特性,使其在很多工业应用领域有无限的发展前景。在科研及政府项目上,光纤激光因其多波段、窄线宽、偏振及非偏振发射、短脉冲、单模运行、对环境变化不敏感及体积小巧(是传统激光的几十分之一倍)等诸多优质特性成为许多应用的****设备!

  光纤激光器是近几年激光领域里极其关注的热点,尤其是大功率,在加工领域有迅速替代传统的YAG、CO2激光器的趋势,人们普遍认为,大功率光纤激光器将是第三代******的工业加工激光器。

  目前商用化的光纤激光器输出功率连续功率已上升到数千瓦的量级,以至万瓦的量级。与一般的激光器相比,光纤激光具有许多独特的优点,例如光束质量好;体积小,重量轻,免维护;风冷却,简单易操作;运行成本低,可在工业环境下使用;寿命长,加工精度高,
速度快;电能转化效率高,可以实现智能化,自动化,柔性化操作等。基于上述的优点,其应用领域已经扩展到汽车制造,船舶制造和航空制造业、高速铁路、工程机械、军工装备等的金属和非金属材料的激光切割、激光焊接等方面。

  国际上采用光纤激光焊接技术在造船,汽车制造业的应用受到相当的重视。在欧美发达国家中,大约有50%—70%的汽车零部件都用到了激光加工技术,并以激光焊接和激光切割为主。上海大众等汽车制造厂也采用激光加工技术焊接车身与箱体等部件。欧美及日本主要的大型船厂已大量采用激光加工技术,例如美国在最新建造的新型船舶上广泛使用高强度,低合金钢的T型构件,采用激光焊接技术,使船舶的重量大大降低。船体平板为了适应海洋流力学的需要,都被设计成具有复杂的三维曲率形状,激光辅助平板成型技术可以代替费力、费时、具有一定的危险性的机械加热成型工艺,应用前景良好。

  日本的Kawasaki重工等造船企业已经安装了高功率激光平板切割系统。德国的Meyer Werft也安装了四台12KW的光纤激光器,用来焊接不同长度的船体加强杆。目前美国、欧洲等地区正在进行大功率光纤激光工业加工设备的开发,正在进行的有2KW、6KW 输出的工业级光纤激光器的加工设备的二次开发。我国已开发出小功率系列工业光纤激光产品。中小功率激光加工设备,如激光打标机、雕刻机、切割机、焊接机等也广泛应用各个行业,但大功率光纤激光器工业加工应用尚是空白,而在我国造船工业中甚至还没有使用激光加工技术。

  为什么欧美日市场能够快速接受光纤激光器?

  首先是使用成本低,光纤激光器替代了不稳定或高维修成本的传统激光器;其次,光纤激光的柔性导光系统,非常容易与机器人或多维工作台集成;第三,光纤激光器体积小,重量轻,工作位置可移动;第四,光纤激光器可以达到前所未有的大功率(至五万瓦级);
第五,在工业应用上比传统激光器表现更优越,它有适用于金属加工的****波长和****的光束质量,而且光纤激光器在每米焊接和切割上的费用最低;第六,一器多机,即一个激光器通过光纤分光成多路多台工作;第七,免维护,使用寿命长;最后,由于其极高的稳定性,大大降低了运行中对激光质量监控的要求。

  德国梅塞尔集团经过三年多的研发,第一个推出了的全新概念的大功率光纤激光切割机。2008年10月在德国汉诺威展览会上首次亮相,备受切割领域的关注;2009年1月梅塞尔切割焊接(中国)有限公司在昆山完成了样机的试制,并通过了德国专业机构的鉴定!把成熟的大功率光纤激光切割技术带到了中国!

  经过三年的国内推广销售,梅塞尔FIBERBLADE(梅塞镭德)光纤激光切割机分布在中国各行各业,例如:工程机械行业(徐工集、柳工、三一重工)、高铁制造(北车唐山轨道、青岛泰泓)、金属加工(唐山佳源、众诚科技)等等。

  作为世界切割行业的领导者,Messer致力于先进的、创新的、新一代激光系统、程序和技术的开发,是高新技术光纤激光切割系统的行业领先者。梅塞尔激光切割机的数控系统、伺服系统、驱动、传动、机械装置、软件均为德国原装进口,已经有了几十年的成熟稳定的发展,匹配成熟稳定的德国IPG激光发生器,实现真正的完美结合!熟练程度如同匹配等离子切割系统(美国海宝、美国飞马特),尤其在大幅面切割领域,性价比最优!

  另外,光纤激光最早应用在军工、航天,90年代初推向工业应用,因为光纤激光的波长短,对人的眼睛会有轻微伤害(直视), 所以在应用初期,IPG和梅塞尔就针对此问题进行大量实验,并做了很多内部和外部保护措施,应用之前,安全已经不是问题;
防护措施: 1):激光切割头防护罩; 2):机架部位防护帘;
      3):加装切割部位监控系统 ;4):机器整体光栅防护。

  IPG中国总部设在北京,提供长期的备品备件和及时的售后服务!

  2011年梅塞尔在北京成立北方销售服务中心,专业服务于华北、东北地区的梅塞尔新老客户!


光纤激光切割机


电话:010-80726191 010-80726181


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