激光焊切自动化主要以激光焊接和切割技术为基础,面向汽车、能源电力及造船等领域的焊接和切割需求提供综合解决方案。为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度,减少后续加工量,华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料,可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。围绕激光焊接、激光切割及相关自动化等工艺技术的研究,通过先进的激光制造技术、智能制造装备与现代服务业的结合,为国民经济和建设的技术进步和产业升级做出贡献。研发成果:激光复合焊;激光填丝焊;中高功率激光切割机;三维激光切割机;多功能焊切一体设备;
数控机床镶钢导轨的激光淬火技术应用
(1)预备热处理
导轨经锻造后,进行常规的正火及调质处理,以细化晶粒,改善组织结构,降低内应力,并为后续激光淬火做好组织准备。
(2)激光淬火设备及工艺参数
采用国产31.5kW二氧化碳激光器及激光加工机床,激光输出功率P=900W,光斑直径为4mm,离焦量d=240mm,扫描速度v=10m/s。
经上述工艺处理后的导轨,淬火区淬硬层深度为0.58mm,硬化带宽为4.47mm,硬化层组织为细针状马氏体 部分残留奥氏体,表面硬度为724~797HV0.1,相当于61~64HRC。
(3)磨损试验
磨损试验结果表明,当激光扫描淬火花纹为45°斜线(与导轨棱边成45°斜线,(棱形)硬化面积为40%时,导轨耐磨性高。
移动式激光熔覆设备主要有前端执行机构和后端设备组成,前端执行机构包括多轴工业机器人、移动承载车体、电气控制系统、送粉机构、激光熔覆头、熔覆喷嘴组成;后端设备包括高功率光纤激光器、水冷机、动力电源箱、保护气体组成。该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏,一般需要后续机械加工才能恢复。使用同一机器人,不仅可以用于激光熔覆,还可以用于机器人自动打磨,对熔覆完成的零件进行打磨抛光。还可配置模块化的变位机转台,通过总线控制与机器人协同工作。
除此之外,针对大型设备的修复现场,尤其是无法进行拆卸和运输的工件,可移动式激光熔覆设备可提供高质量增材修复工艺的选择。③材料经过激光切割后,热影响区宽度很小,切缝附近材料的性能也几乎不受影响,并且工件变形小,切割精度高,切缝的几何形状好,切缝横截面形状呈现较为规则的长方形。该设备应用不仅解决了大型成套设备连续可靠运行所必须解决的快速抢修难题,避免了拆卸、运输、异地修复、安装的过程,节省了工人劳动强度和修复时间,为企业减少停机时间和避免更换新件和运输的费用。一般综合效益是传统方法的几十倍甚至几百倍
