激光束具有單色性好、能量密度高、空間控制性和時(shí)間控制性良好等一系列優(yōu)點(diǎn) , 目前它已廣泛應(yīng)用于材料加工等領(lǐng)域。激光加工的行業(yè)包括汽車制造、航天航空、電子、化工、包裝、醫(yī)療設(shè)備等。與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合 , 激光加工技術(shù)已成為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù) , 擁有普通加工技術(shù)所不能比擬的優(yōu)勢(shì)。例如激光加工為非接觸式加工、速度快、無(wú)噪聲、可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜形狀的高精度加工目的 , 且無(wú)通常意義上的 " 刀具 " 磨損 , 無(wú)需更換 " 刀頭 " 。我國(guó)激光加工市場(chǎng)前景廣闊 , 預(yù)計(jì)平均每年以 20-30% 的速率遞增。 一、激光焊接塑料 1. 激光焊接塑料的優(yōu)點(diǎn)隨著塑料在汽車、醫(yī)療設(shè)備及電子等行業(yè)的零部件設(shè)計(jì)、制造上日趨廣泛的使用大功率光纖激光塑料焊接系統(tǒng)可完全滿足塑料制品的加工過(guò)程中快速有效干凈的塑料 的使用 , 大功率光纖激光塑料焊接系統(tǒng)可完全滿足塑料制品的加工過(guò)程中快速、有效、干凈的塑料焊接方式。 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上普遍使用的塑料焊接技術(shù)主要有振動(dòng)摩擦焊接、熱板式塑料焊接及超聲波焊接等。主要用于連接敏感性塑料制品 ( 含有線路板 ) 、具有復(fù)雜幾何形狀的塑料件以及有嚴(yán)格潔凈要求的塑料制品 ( 醫(yī)藥設(shè)備 ) 等等。光纖激光焊接塑料技術(shù)主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： (1) 能生成精密、牢固和密封 ( 不透氣和不漏水 ) 的焊接 , 樹(shù)脂降解少、產(chǎn)生的碎屑少。 (2) 易于控制 , 具有良好的適應(yīng)性 , 可焊接尺寸小或外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件。 (3) 極大地減小了制品的振動(dòng)應(yīng)力和熱應(yīng)力。 (4) 能夠?qū)⒃S多種類不同的材料焊接在一起。激光塑料焊接技術(shù)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用 , 我國(guó)在這方面尚是空白。 2. 塑料激光焊接用的焊接方法 激光焊接塑料的基本原理是 , 兩種塑料在低壓力下被夾緊在一起 , 激光穿過(guò)一個(gè)制品 , 然后被另外一個(gè)制品吸收 , 吸收激光能量的制品將光能轉(zhuǎn)化為熱能 , 在塑料的接觸面熔化 , 形成一個(gè)焊接區(qū)。 常用的焊接方法主要有： a. 激光束沿著焊縫處快速掃描 , 達(dá)到焊接的目的。 b. 通過(guò)光學(xué)元件將激光束整形 , 同時(shí)在焊縫處產(chǎn)生熱量。 c. 照射掩膜焊接 , 激光束僅加熱制品上沒(méi)有被掩膜遮住的部分 , 可以快速焊接復(fù)雜的焊縫。 d. 激光束固定 , 塑料工件置于受程序控制的多維可移動(dòng)的工作臺(tái)上。 三、大功率光纖激光器在船舶制造業(yè)中的應(yīng)用 1. 激光加工技術(shù)在造船工業(yè)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì) 造船工業(yè)中激光加工主要優(yōu)點(diǎn)： (1) 船艦載重量日益壇加 , 要求使用非常薄的平板 , 激光焊接避免了加工時(shí)的熱影響 ; (2) 激光可以采用光纖等靈活的輸出方式 , 因此甲板、船體等大表面尺寸的工件加工可以不受工作臺(tái)尺寸的影響。 (3) 力日工非接觸 , 速度快 , 邊緣光滑 , 高度自動(dòng)化 , 大大降低造船成本及時(shí)間。 2. 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 歐美及日本主要的大型船廠已大量采用激光加工技術(shù)。目前美國(guó)、歐洲等地區(qū)正在進(jìn)行大功率光纖激光工業(yè)加工設(shè)備的開(kāi)發(fā) , 正在開(kāi)發(fā)的有 2KW 、 6KW 輸出的工業(yè)級(jí)光纖激光器的加工設(shè)備的二次開(kāi)發(fā)。我國(guó)已開(kāi)發(fā)出了中小功率系列工業(yè)光纖激光設(shè)備 , 但大功率光纖激光器工業(yè)加工應(yīng)用尚是空白 , 在我國(guó)造船工業(yè)中幾乎還沒(méi)有使用激光加工技術(shù)。 3. 大功率光纖激光器在船舶制造業(yè)中的優(yōu)勢(shì)及展望 光纖激光器是近幾年激光領(lǐng)域里極其關(guān)注的熱點(diǎn)，在加工領(lǐng)域光纖激光器有迅速替代傳統(tǒng)的 YAG 、 C02 激光器的趨勢(shì)。人們普遍認(rèn)為 , 大功率光纖激光器將是第三代最先進(jìn)的工業(yè)加工激光器 光纖激光器具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) , 光束質(zhì)量好 ; 體積小 , 重量輕 , 免維護(hù) ; 風(fēng)冷卻簡(jiǎn)單易操件 ; 運(yùn)行成本低 , 可在工業(yè)環(huán)境下使用 ; 壽命長(zhǎng)加工精度高、速度快 ; 電能轉(zhuǎn)化效率高 , 可以實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、柔性化操作等。基于上述的優(yōu)點(diǎn) , 其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展到汽車制造、船舶制造和航空制造業(yè)等的金屬和非金屬材料的激光切割、激光焊接等方面。