Processo di sviluppo della saldatura laser

Il primo raggio laser al mondo fu prodotto nel 1960 utilizzando una lampadina flash per eccitare i cristalli di rubino. A causa della capacità termica del cristallo, può produrre solo un raggio di impulsi molto breve con una frequenza molto bassa. Sebbene l'energia di picco dell'impulso istantaneo possa raggiungere 10^6 watt, si tratta comunque di un'uscita a bassa energia.
Utilizzando il neodimio (ND) come elemento di eccitazione, l'asta di cristallo di granato di ittrio e alluminio (Nd:YAG) può produrre un fascio continuo a lunghezza d'onda singola di 1-8KW. Il laser YAG, con una lunghezza d'onda di 1,06uM, può essere collegato alla testa di lavorazione laser tramite una fibra ottica flessibile. La disposizione dell'attrezzatura è flessibile e adatta alla saldatura di spessori di 0,5-6mm.
Utilizzando la CO2 come materiale di eccitazione, il laser CO2 (lunghezza d'onda 10,6 uM), l'energia in uscita può raggiungere 25 kW ed è possibile effettuare una saldatura a penetrazione completa a passaggio singolo di una piastra spessa 2 mm. L'industria è stata ampiamente utilizzata nella lavorazione dei metalli.
A metà degli anni-1980, la saldatura laser come nuova tecnologia ricevette ampia attenzione in Europa, Stati Uniti e Giappone. Nel 1985, la tedesca Thyssen Steel Company ha collaborato con Volkswagen AG per utilizzare con successo la prima lamiera saldata al laser sulla carrozzeria dell'Audi 100. Negli anni '90, i principali produttori di automobili in Europa, Nord America e Giappone iniziarono a utilizzare su larga scala la tecnologia delle piastre saldate al laser nella produzione di carrozzerie. L'esperienza pratica sia nei laboratori che nei produttori di automobili ha dimostrato che le piastre saldate possono essere utilizzate con successo nella produzione di carrozzerie di automobili.
La saldatura laser utilizza l'energia laser per unire e saldare automaticamente diversi acciai, acciai inossidabili, leghe di alluminio, ecc. di diversi materiali, spessori e rivestimenti per formare una piastra integrale, un profilo, un pannello sandwich, ecc., al fine di soddisfare i diversi requisiti delle parti per le proprietà dei materiali e per ottenere apparecchiature leggere con il peso più leggero, una struttura ottimale e le migliori prestazioni. Nei paesi sviluppati come Europa e Stati Uniti, la saldatura laser non viene utilizzata solo nell'industria manifatturiera di mezzi di trasporto, ma anche nel settore edile, nei ponti, nella produzione di lamiere per elettrodomestici, nella saldatura di lamiere d'acciaio su linee di laminazione (collegamento di lamiere d'acciaio in continuo rotolamento), ecc. È ampiamente utilizzato. Le aziende di saldatura laser di fama mondiale includono Soudonic della Svizzera, Arcelor Steel Group della Francia, TWB del gruppo ThyssenKrupp della Germania, Servo-Robot del Canada, Precitec della Germania, ecc.
L’applicazione della tecnologia delle piastre saldate al laser in Cina è appena iniziata. Il 25 ottobre 2002, è stata ufficialmente messa in funzione la prima linea di produzione commerciale specializzata di lamiere saldate al laser in Cina, introdotta da Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Welding di TWB del gruppo tedesco ThyssenKrupp. Da allora, Shanghai Baosteel Arcelor Laser Welding Company e FAW Baoyou Laser Welding Co., Ltd. hanno successivamente messo in produzione.
Nel 2003, i paesi stranieri hanno realizzato la saldatura a filo laser C02 a doppio raggio e la saldatura a filo laser YAG della struttura del pannello di parete inferiore in lega di alluminio A318, che ha sostituito la tradizionale struttura di rivettatura per ridurre il peso della fusoliera dell'aereo del 20% e ha anche risparmiato il 20% del costo. Gong Shuili ritiene che la tecnologia di saldatura laser avrà un grande significato per la trasformazione e il miglioramento della tradizionale industria manifatturiera aeronautica del mio paese. Successivamente, ha immediatamente fatto domanda per una serie di progetti di pre-ricerca correlati, ha organizzato un gruppo di ricerca e ha preso l'iniziativa di introdurre la tecnologia della "saldatura laser a doppio raggio" nel progetto di ricerca in Cina e, fin dall'inizio, ha pianificato di utilizzare questa tecnologia nella produzione aeronautica. Il team di esperti cinesi ha spiegato la tecnologia preliminare a un istituto di progettazione aeronautica e ha spiegato loro la superiorità e la fattibilità della saldatura laser a doppio raggio. Dopo numerose verifiche e valutazioni, l'istituto di progettazione ha deciso risolutamente di utilizzare questa tecnologia per la produzione di un determinato aeromobile con pannelli a parete nervati, raggiungendo l'obiettivo iniziale di applicare la tecnologia della "saldatura laser a doppio raggio" alla produzione di aeromobili, rivoluzionando le tecnologie chiave come il controllo di precisione del riempimento del filo per saldatura laser in lega leggera, l'integrazione e l'innovazione dello sviluppo di apparecchiature per saldatura composita per il riempimento del filo laser a doppio raggio e la creazione della prima piattaforma domestica di saldatura per riempimento del filo laser a doppio raggio ad alta potenza, realizzando il doppio raggio lato saldatura sincrona di giunti a T con strutture a pareti sottili di grandi dimensioni e l'ho applicata con successo per la prima volta nella saldatura e nella produzione di parti strutturali chiave di pannelli a parete nervati per l'aviazione, svolgendo un ruolo importante nello sviluppo di nuovi velivoli nel mio paese.
Nel 2003, la prima attrezzatura per la saldatura di nastri in linea su larga scala fornita da HGLASER ha superato l'accettazione offline. Questa attrezzatura integra taglio laser, saldatura e trattamento termico, rendendo la HGLASER del mio paese la quarta azienda al mondo in grado di produrre tali apparecchiature.
Nel 2004, il progetto "Taglio laser ad alta potenza, saldatura e tecnologia e attrezzature per la lavorazione combinata di taglio e saldatura" di HGLASER Farile ha vinto il secondo premio del National Science and Technology Progress Award, diventando l'unica azienda laser in Cina con la capacità di sviluppare questo tecnologia e attrezzature.
Con il rapido sviluppo del settore dei laser industriali, il mercato presenta requisiti sempre più elevati per la tecnologia di lavorazione laser. La tecnologia laser è gradualmente passata da un'applicazione singola a un'applicazione diversificata. La lavorazione laser non è più un singolo taglio o saldatura. Il mercato ha sempre più richieste di lavorazioni laser per integrare taglio e saldatura. Sono nate apparecchiature per la lavorazione laser che integrano il taglio laser e la saldatura laser.
HGLASER Farile ha ricercato e sviluppato la macchina per taglio e saldatura Walc9030, che è un formato super grande di 9×3 metri ed è attualmente la più grande attrezzatura integrata per taglio e saldatura laser al mondo. Walc9030 è un'apparecchiatura di taglio e saldatura di grande formato che integra le funzioni di taglio e saldatura laser. L'attrezzatura è dotata di testa di taglio e testa di saldatura professionale. Le due teste di lavorazione condividono una trave. La tecnologia CNC viene utilizzata per garantire che non interferiscano tra loro. L'attrezzatura può completare due processi che richiedono taglio e saldatura contemporaneamente. Taglia prima e poi salda, prima salda e poi taglia, il taglio laser e la saldatura possono essere facilmente scambiati. Un dispositivo ha due funzioni senza la necessità di acquistare nuove apparecchiature. Risparmia sui costi delle attrezzature per i produttori di applicazioni, migliora l'efficienza e la gamma di lavorazione e, grazie all'integrazione di taglio e saldatura, la precisione della lavorazione è completamente garantita e le prestazioni dell'attrezzatura sono efficienti e stabili. Inoltre, supera le difficoltà della deformazione termica delle piastre durante il processo di saldatura di piastre super grandi e come mantenere la stabilità del percorso ottico di volo super lungo. È possibile saldare contemporaneamente due piastre piane lunghe 6 metri e larghe 1,5 metri. La superficie risulta liscia e piana dopo la saldatura e non sono necessarie altre lavorazioni successive. Allo stesso tempo, può tagliare lastre con una larghezza superiore a 3 metri e una lunghezza pari a 6 metri e inferiore a 20 mm, formandole in una sola volta senza la necessità di posizioni secondarie.
L'Istituto di automazione di Shenyang dell'Accademia cinese delle scienze ha portato avanti una cooperazione internazionale con la Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd. del Giappone. Seguendo la strategia nazionale di sviluppo scientifico e tecnologico di introduzione, digestione e quindi innovazione, l'Istituto ha conquistato diverse tecnologie chiave di saldatura laser e sviluppato il primo set completo di linee di produzione di saldatura laser in Cina nel settembre 2006. Ha inoltre sviluppato con successo un robot sistema di saldatura laser, che ha realizzato la saldatura laser di piani e curve spaziali.
Nell'ottobre 2013, gli esperti cinesi di saldatura hanno vinto il più alto riconoscimento accademico nel campo della saldatura: il Brooke Award. Il Welding Institute (TWI) del Regno Unito raccomanda ogni anno le candidature di più di 4,{3}} unità membro provenienti da più di 120 paesi e infine assegna il premio a un esperto in riconoscimento dei suoi eccezionali contributi alla saldatura o alla connessione scienza e tecnologia e applicazioni industriali. Questo premio non è solo un riconoscimento a Gong Shuili e al suo team, ma anche un'affermazione degli sforzi di AVIC per promuovere il progresso della tecnologia di connessione dei materiali.