激光焊接的發展過程:
世界上的第一個激光焊接束于1960年利用閃光燈泡激發紅寶石晶粒 所產生,因受限于晶體的熱容量,只能產生很短暫的脈沖光束且頻率很低。雖然瞬間脈沖峰值能量可高達10^6瓦,但仍屬于低能量輸出。
使用釹(ND)為激發元素的釔鋁石榴石晶棒(Nd:YAG)可產生1---8KW的連續單一波長光束。YAG激光,波長為1.06uM,可以通過柔性光纖連接到激光加工頭,設備布局靈活,適用焊接厚度0.5-6mm。
使用CO2為激發物的CO2激光(波長10.6uM),輸出能量可達25KW,可做出2mm板厚單道全滲透焊接,工業界已廣泛用于金屬的加工上。
20世紀80年代中期,激光焊接作為新技術在歐洲、美國、日本得到了廣泛的關注。1985年德國蒂森鋼鐵公司與德國大眾汽車公司合作,在Audi100車身上成功采用了全球第一塊激光拼焊板。90年代歐洲、北美、日本各大汽車生產廠開始在車身制造中大規模使用激光拼焊板技術。無論實驗室還是汽車制造廠的實踐經驗,均證明了拼焊板可以成功地應用于汽車車身的制造。
激光拼焊是采用激光能源,將若干不同材質、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進行自動拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等,以滿足零部件對材料性能的不同要求,用最輕的重量、最優結構和最佳性能實現裝備輕量化。在歐美等發達國家,激光拼焊不僅在交通運輸裝備制造業中被使用,還在建筑業、橋梁、家電板材焊接生產、軋鋼線鋼板焊接(連續軋制中的鋼板連接)等領域中被大量使用。
2003年,國外實現了A318鋁合金下壁板結構雙光束C02激光填絲焊和YAG激光填絲焊,它代替傳統鉚結構減輕了飛機機身重量的20%,同時也節約了20%的成本。鞏水利認定激光焊接技術將對我國傳統航空制造業改造升級產生重大意義。隨后他立即申請多項相關預研課題,組織攻關團隊,在國內率先將“雙光束激光焊接”技術引入到課題研究中,并且從一開始就醞釀要將這項技術用到飛機制造中。
2003年 由華工激光提供的國內首臺大型帶材在線式焊接成套設備通過離線驗收。該設備集激光切割、焊接和熱處理于一身,使我國華工激光成為世界上第四家能夠生產此類設備的企業。
2004年 華工激光法利萊“高功率激光切割,焊接及切焊組合加工技術與設備”項目獲得國家科學技術進步二等獎,成為國內唯一具備該項技術與設備研制能力的激光企業。
隨著工業激光產業的快速發展,市場對激光焊接加工技術的要求越來越高,激光焊接技術已從單一應用逐漸轉向多元化應用,激光加工方面不再是單一的切割或者焊接,市場對激光加工要求切割和焊接一體化的需求也越來越多,激光切割和激光焊接的切焊一體化激光加工設備應運而生。