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打破国外技术垄断,同轴送丝激光加工头实现国内量产
发布日期:2022-06-20 20:01    点击次数:131

激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面,通过激光与金属的相互作用,金属吸收激光转化的热能,使金属熔化后冷却结晶形成焊接,与常规焊接方法相比,激光具有优良的传输和聚焦特性,经过聚焦镜后可以将全部能量集中于一点,因此,激光焊接可以使较高的能量作用于很小的区域,从而形成高强度的热源。这种高强度热源沿待焊接接头快速扫描实现焊接。

近年来,手持激光焊设备是近年来激光应用市场快速崛起的增长点之一。自2018年下半年开始,手持激光焊设备在展会上频频亮相。凭借效率高、培训时间短、环保、耗材少、可延展性高等诸多优点得到市场认可。手持焊接头并非单纯的光机组件,其涉及光学、水路、气路、传感等多功能集于一体,是智能化加工系统的重要基础。然而,在实际应用中,激光切割、激光打标大都以工作台的方式呈现给终端应用厂家,而手持焊接设备是以比较原始的方式呈现,用户在使用过程中的维护保养并不规范,甚至会随意放置,或是将手持焊设备置放到加工平台、机器人上应用。在长期的实际应用中,手持激光焊接设备呈现出激光器、水冷机、控制系统稳定,而激光加工头不稳定的问题。

“手持焊接设备对激光焊接普及起到了作用,但中国的制造业未来发展方向是无人化、自动化、智能化,因此手持焊是过渡性产品。”兴弘光电销售总监周俊华介绍。事实上,在2021年下半年,兴弘光电曾一度将手持焊业务逐渐剥离,减少份额,将公司的主要研究方向规划为高功率焊接与同轴送丝加工头研发。

同轴送丝激光加工头 (3D金属打印激光头)

兴弘光电推出的同轴送丝激光加工头 ,研发投入多、研发周期长,据介绍,该款产品耗时2年多时间研发。该激光头主要包括:准直镜、前双屋脊镜、后双屋脊镜、金属离轴非球面反射镜、保护镜片和系统控制等。该款激光头将准直后的激光束通过两个可调距离的四面锥透镜平均分为对称的四束光束,光束经过金属离轴非球面反射镜聚焦至焦面位置。通过调节两个四面锥透镜的距离,可以实现光束内孔径的变化,实现不同尺寸的送丝。

同轴送丝激光加工头(左滑查看更多图片)

“目前国内没有企业做同类别产品开发,我们基于熔覆和淬火应用,进行了该款激光加工头的研发。”周俊华介绍。传统的激光送丝焊接熔覆设备存在两方面的问题:一是金属丝输送具有方向性,很难满足熔覆层的尺寸和性能在各个方向保持一致的要求。采用的激光加工熔覆系统,激光和金属丝作用时,金属丝相对激光束的位置是偏置的,即金属丝从光外通过一个送丝机构输送到激光束的焦点上进行熔化,金属丝的相对位置需要通过送丝导管来保证;二是金属丝和激光的耦合性差,对金属丝和激光相对位置要求非常高。该款可调光内送丝的激光加工系统基于熔覆与淬火应用研究,具备光束可调、高效等优点,解决了传统设备焊接、熔覆时方向性难以保证,耦合性差低的问题。

对标进口产品,周俊华介绍了该款同轴送丝激光加工头四个方面的优势:一是防撞性能更优,针对激光加工头放在机器人、平台上可能和母材发生碰撞的问题进行了改进;二是密封性更好,由于光学器件成本高,加工头密封性很关键;三是维修服务更快捷,国外企业的采购以及维修服务周期通常都在半年左右;四是使用成本更实惠,进口产品的保护镜片价格为7000左右,而兴弘光电的价格在 2000元左右,可大大节省易耗品成本。

另外,在价格方面,据介绍,同类进口产品年销售近200台,销售额近亿元,且国内客户多为军事高端应用和科研项目用户。兴弘光电此款同轴送丝激光加工头功率段在4000W-6000W区间,价格在35万-65万元之间。同时,万瓦功率段产品将在年内完工。目前,公司的合作院校包括哈尔滨工业大学、苏州大学以及成都的高校。

2021年,兴弘光电销售额近5000万,其中手持焊接销售占比20%。谈到公司的产品布局,周俊华表示未来将以工业焊接、自动化焊接、高端焊接应用为主,其中工业焊接包括:平台焊、自动化焊、机器人焊,高端焊接为光纤复合焊,公司致力于提供更具附加值的产品,更加人性化和高效率化的服务。我们已经从农业经济、工业经济、服务经济逐步走向体验经济(以产品为道具,以服务为舞台,从而达到感觉、情绪、体力、智力乃至精神以上的完美体验)。

武汉兴弘光电技术有限公司成立于2016年,公司位于“中国光谷”——湖北武汉(东湖新技术开发区光谷芯中心B区,是一家专业从事精密光学仪器及相关光学元器件研发设计、加工生产、销售服务为一体的综合供应商和服务商。同时兴弘光电被国家认定为高新技术企业、瞪羚企业,严格按照ISO9001质量体系实施产品品质管控,在生产实力、研发能力、服务体系等方面具备综合实力。

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