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法兰-管端环缝激光深熔焊优化

【摘要】:近年来激光深熔焊技术在汽车、航空航天、造船、新能源等领域得到越来越广泛的应用。上海交通大学对此部件两侧法兰盘与管子的端环缝采用高功率激光深熔焊技术进行了连接,如图4-1-27所示。图4-1-27中上端为CO2激光焊接头,工件固定在旋转台上,采用定位棒对上下两个法兰盘进行精确定位,以防止彼此偏转。图4-1-27 法兰盘一管子部件激光深熔焊

近年来激光熔焊技术在汽车航空航天造船新能源等领域得到越来越广泛的应用。20世纪80年代后期,千瓦级激光成功应用于工业生产,而今激光焊生产线已大规模出现在汽车制造业,成为汽车制造业突出的成就之一。德国奥迪奔驰、大众及瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊等进行车顶、车身、侧框等钣金焊接,20世纪90年代美国通用福特和克莱斯勒公司竞相将激光焊引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。日本日产本田和丰田公司在制造车身覆盖件中都使用了激光焊,高强钢激光焊装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多。除了汽车领域广泛采用激光焊外,航空航天、造船、医学等领域也越来越多地引入激光焊技术。可大幅度提高生产效率和产品质量并降低成本。

风力发电机组某零部件结构为法兰盘和管子连接而成,法兰盘套装在管子上端外侧,形成端环缝形式,法兰盘与管子焊接在一起后组成一传动部件。上海交通大学对此部件两侧法兰盘与管子的端环缝采用高功率激光深熔焊技术进行了连接(光源为高功率CO2激光器),如图4-1-27所示。

图4-1-27中上端为CO2激光焊接头,工件固定在旋转台上,采用定位棒对上下两个法兰盘进行精确定位,以防止彼此偏转。法兰盘厚度为20mm,CO2激光功率7kW,焊接速度0.9m/min,离焦量-2mm,侧吹气体为纯He(其流量为25L/min),焊接后熔深为6~7mm。图4-1-28是焊接完成的部件外观及其焊缝横截面宏观照片。

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图4-1-27 法兰盘一管子部件激光深熔焊