工程機(jī)械

據(jù)中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2020年，行業(yè)挖掘機(jī)產(chǎn)品銷售量達(dá)到327605臺(tái)，比上年增長(zhǎng)39％；汽車起重機(jī)銷售量達(dá)到54176臺(tái)，比上年增長(zhǎng)26.1％；履帶起重機(jī)銷售量達(dá)到3283臺(tái)，比上年增長(zhǎng)43.4％；機(jī)動(dòng)工業(yè)車輛銷售量達(dá)到800239臺(tái)，比上年增長(zhǎng)31.5％；升降作業(yè)平臺(tái)銷售量達(dá)到103555臺(tái)，比上年增長(zhǎng)35.1％，工程機(jī)械主要產(chǎn)品銷量創(chuàng)歷史新高。

隨著工程機(jī)械行業(yè)迅猛發(fā)展，高效高品質(zhì)制造技術(shù)成為工程機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展的新方向。而光纖激光加工技術(shù)的高精尖特性正好符合工程機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需求。

01

激光切割

Laser Cutting

近兩年，光纖激光切割設(shè)備在工程機(jī)械領(lǐng)域呈爆炸式增長(zhǎng)，表現(xiàn)為體量的增加和功率的提升。功率從原來的4 kW、6 kW，普遍提升到現(xiàn)在的10 kW，12 kW，15 kW，甚至更高的20 kW。

隨著激光功率的不斷提高，推動(dòng)激光工藝的不斷進(jìn)步，從而在更大程度上發(fā)揮出高功率激光的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)客戶的不同需求，可提供差異化的切割解決方案：

• 高效低成本：空氣加工碳鋼和不銹鋼

• 優(yōu)質(zhì)加工：碳鋼亮面切割厚度更厚，表面光滑，垂直度好；不銹鋼氮?dú)馇懈詈穸雀瘢|(zhì)量更優(yōu)

• 新工藝：氧氣碳鋼高速無渣切割

~40mm碳鋼亮面切割樣件

25mm碳鋼氧氣切割樣件

首先，這表明激光切割工藝逐漸成熟。其次，激光切割的概念不斷被接受和應(yīng)用。這些都?xì)w功于光纖激光技術(shù)效率高，切割質(zhì)量?jī)?yōu)，穩(wěn)定性好等方面的優(yōu)勢(shì)，可以滿足工程機(jī)械產(chǎn)品制造的需求。

與傳統(tǒng)的等離子切割相比，使用光纖激光切割具有突出優(yōu)勢(shì)：

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切割速度更快

更高功率帶來更快切割速度。針對(duì)20mm以內(nèi)的碳鋼，光纖激光切割的速度是等離子切割的2倍。

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提高加工效率

與等離子切割方式相比，光纖激光切割可提高整體切割精度，從而提高零件質(zhì)量和產(chǎn)量。隨著近兩年坡口切割機(jī)的推出，一臺(tái)設(shè)備即可一次性完成多種下料工藝，節(jié)省人力成本，大幅提高加工效率。

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材料利用率高

光纖激光切割熱影響小，精度高，共邊切割，切縫小，有效提高材料利用率，可節(jié)省材料5%-8%。

02

激光焊接

Laser Welding

在工程機(jī)械制造過程中另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)——焊接，決定著工程機(jī)械產(chǎn)品的安全性和可靠性。

工程機(jī)械材料主要以碳鋼、中厚板或超厚板為主，采用激光與電弧復(fù)合焊接這種優(yōu)質(zhì)高效的新型焊接技術(shù)，可以兼具激光焊接的高效和電弧焊接的高適應(yīng)性，高速焊接條件下具有高的焊接過程穩(wěn)定性，為高性能金屬材料高工況適應(yīng)能力、高質(zhì)量、高效率、低熱損傷、低變形、低缺陷、低能源消耗提供了極佳解決方案。

激光復(fù)合焊接：20 mm

工藝：雙面角焊

焊接速度：2.5 m/min

激光復(fù)合焊：12 mm

工藝：激光復(fù)合焊—單邊焊

激光復(fù)合焊接優(yōu)勢(shì)：

01

單面焊，雙面成型；

02

熱輸入量小，有效控制熱變形；

03

焊接速度提升2倍以上；

04

節(jié)省焊接材料。

激光復(fù)合焊在工程機(jī)械中的應(yīng)用：

案例一：

起重機(jī)伸臂激光電弧復(fù)合焊接

2012-2013年，哈爾濱焊接研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱哈焊院）基于IPG光纖激光器成功開發(fā)國(guó)內(nèi)首套起重機(jī)伸臂激光和MAG復(fù)合焊接成套裝備，并投入量產(chǎn)。在保證焊接強(qiáng)度的前提下，焊接速度提升2倍，成本降低30%，變形量減少了50%，累計(jì)焊縫總長(zhǎng)度超過300公里。

YLS-4000+MAG

復(fù)合焊

圖片來自哈焊院

案例二：

挖機(jī)液壓吊臂焊接

激光器型號(hào): YLS-6000

母材型號(hào): BS960E/BS700MCK2

母材厚度: 20-25mm

焊接工藝: 激光多層窄間隙焊接

優(yōu)勢(shì)：提升焊接效率，節(jié)省焊接材料，提高焊接強(qiáng)度，減少焊后打磨，焊縫成型美觀

激光的成套設(shè)備是光學(xué)、機(jī)械、電氣，包括工藝、材料一體化的設(shè)備，而光纖激光器作為核心部件，其品質(zhì)決定了加工質(zhì)量，尤其在工程機(jī)械制造中，需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的輸出，高穩(wěn)定性至關(guān)重要。

IPG光纖激光器的高穩(wěn)定性在行業(yè)內(nèi)有口皆碑。每臺(tái)IPG光纖激光器集成多個(gè)單發(fā)射極二極管，易于冷卻，并提供冗余，確保使用壽命長(zhǎng)和卓越的功率穩(wěn)定性。IPG激光二極管確保了激光器能夠以最低的每瓦成本實(shí)現(xiàn)最高功率、最穩(wěn)定性能和最高的電光轉(zhuǎn)換效率。經(jīng)過市場(chǎng)的長(zhǎng)期驗(yàn)證，IPG激光二極管使用壽命超過100,000小時(shí)。

除了切割和焊接兩大應(yīng)用，光纖激光加工技術(shù)還應(yīng)用于工程機(jī)械制造的其他環(huán)節(jié)，例如激光清洗和激光熔覆等。

隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)完善以及激光成套設(shè)備的配套能力不斷提升，光纖激光加工技術(shù)將大規(guī)模應(yīng)用于工程機(jī)械制造的多個(gè)環(huán)節(jié)，并且推動(dòng)工程機(jī)械行業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)。