2012年第一季度，華工激光萬(wàn)瓦光纖激光工藝設(shè)備首次實(shí)現(xiàn)了功能性運(yùn)行。這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的萬(wàn)瓦光纖激光器工藝加工應(yīng)用平臺(tái)全面建成。該加工中心是由華工激光法利萊公司根據(jù)華工科技激光工藝中心建設(shè)思想，在激光公司的大力支持下，充分考慮項(xiàng)目實(shí)施的可行性、經(jīng)濟(jì)型、可靠性和可操作性，進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)和實(shí)施的。該加工中心首次實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)平臺(tái)上開(kāi)展多種激光加工技術(shù)的基礎(chǔ)工藝研究，涵蓋激光切割、激光釬焊及激光電弧復(fù)合焊、激光熔覆、激光掃描焊等主流激光加工技術(shù)。

萬(wàn)瓦光纖激光器工藝加工中心采用IPG10000w激光器作為激光源，使用分光技術(shù)將激光源通過(guò)四根不同芯徑的光纖分配到四個(gè)加工工位——激光切割工位、激光釬焊及MIG焊工位、激光熔覆工位、激光掃描焊工位。所有加工工作全部由一臺(tái)帶附加軸的六軸機(jī)器人來(lái)完成。工作時(shí)，機(jī)器人到各工位通過(guò)快換裝置加載相應(yīng)的加工頭，并在該工位完成相應(yīng)的加工工作。

 1. 激光切割工位

 采用德國(guó)Precitec公司的YRC三維切割頭，其特點(diǎn)是快速響應(yīng)高度傳感器及集成高度適應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用，使得即使在復(fù)雜形狀零件的切割中，也能保證高速焊接下焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。另外，全封閉的光路系統(tǒng)也使得光學(xué)鏡片的壽命大大延長(zhǎng)。該工位可進(jìn)行三維激光切割的工藝研究，YRC切割頭在復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的切割中的優(yōu)勢(shì)為汽車零部件的切割技術(shù)的研究提供了良好的平臺(tái)，其高速焊接和長(zhǎng)壽命的光學(xué)器件配置特點(diǎn)也能適應(yīng)高強(qiáng)度快節(jié)奏的工業(yè)生產(chǎn)。

 2. 激光釬焊及激光電弧復(fù)合焊工位

 該工位配置HIGHYAG PDT-B釬焊頭和伊薩送絲機(jī)，可實(shí)現(xiàn)激光釬焊和激光電弧復(fù)合焊。PDT-B焊接頭帶有焊縫跟蹤系統(tǒng)和自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)。該焊接頭的旋轉(zhuǎn)臂能在360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，能實(shí)現(xiàn)在基準(zhǔn)位置±10°范圍內(nèi)的焊縫跟蹤，能保證即使在復(fù)雜形狀的零件的焊接中，激光光斑和焊絲也能跟隨焊縫路徑的變化。自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)使得光斑大小和焊接位置同步，以保證穩(wěn)定的焊接質(zhì)量。

激光釬焊可實(shí)現(xiàn)激光點(diǎn)焊無(wú)法獲得的連續(xù)密封的焊縫以及更高的焊縫強(qiáng)度，釬焊不熔化母材的特性也使得焊件不變形，在工業(yè)生產(chǎn)對(duì)外形要求較高的位置的焊接中，比如汽車頂蓋的焊接、汽車行李箱后蓋的焊接等，有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

 激光電弧復(fù)合焊是將物理性質(zhì)、能量傳輸機(jī)制截然不同的兩種熱源復(fù)合在一起，同時(shí)作用于同一加工位置，既充分發(fā)揮了兩種熱源各自的優(yōu)勢(shì)，又相互彌補(bǔ)了各自的不足，從而形成了一種全新高效的熱源。激光電弧復(fù)合焊相對(duì)于激光焊，能增大零件裝配間隙，增大熔深，提高焊接速度，并且增加了焊絲可以改善焊縫金屬的微觀組織性能，提高焊縫質(zhì)量。復(fù)合焊在厚板的焊接以及高反射金屬材料的焊接中的優(yōu)勢(shì)使得它在造船業(yè)、汽車工業(yè)、核工業(yè)、管道及油罐制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。

 3. 激光熔覆工位

 采用德國(guó)Precitec公司的YC50熔覆頭，該光頭采用模塊式結(jié)構(gòu)，可以配置為好幾個(gè)版本，能用于不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)和噴鍍應(yīng)用（熔覆焊接）。從基本的激光頭配置到帶有完善監(jiān)控功能的噴鍍系統(tǒng)，任何設(shè)置都是可以進(jìn)行的。

 激光熔覆技術(shù)是一項(xiàng)新興的零件加工于表面改性技術(shù)。具有較低稀釋率、熱影響區(qū)小、與基面形成冶金結(jié)合、熔覆件扭曲變形比較小、過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。激光熔覆技術(shù)應(yīng)用到表面處理上,可以極大提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕、耐疲勞等機(jī)械性能,可以極大提高材料的使用壽命。同時(shí),還可以用于廢品件的處理,大量節(jié)約加工成本。激光熔覆技術(shù)還可以應(yīng)用到快速制造金屬零件領(lǐng)域,所需設(shè)備少,可以減少工件制造工序,節(jié)約成本,提高零件質(zhì)量,廣泛應(yīng)用于航空、軍事、石油、化工、醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域。

 4.激光掃描焊工位

 法利萊與德國(guó)ROFIN公司合作，以工藝中心為平臺(tái)，合作開(kāi)發(fā)飛行焊接的應(yīng)用。采用SWS掃描焊接頭，配合ROFIN公司的四千瓦光纖激光器、ABB機(jī)械手。該焊接頭可以在兩種模式下工作：一是靜態(tài)模式，機(jī)械手在焊接位置停頓，焊接頭在可掃描范圍內(nèi)進(jìn)行焊接。二是飛行模式，焊接頭控制柜讀出機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度和坐標(biāo)，計(jì)算出正確的掃描圖形。

 遠(yuǎn)程掃描焊接是目前最為高效的焊接技術(shù)，它的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是通過(guò)高速光束掃描降低了定位時(shí)間。其中，飛行模式可以消除機(jī)器人移動(dòng)定位的時(shí)間，大大縮小激光焊接時(shí)間的占空比。

 遠(yuǎn)程激光焊接已經(jīng)正在成為一種替代傳統(tǒng)汽車白車身應(yīng)用中電阻點(diǎn)焊的一種手段。相對(duì)于傳統(tǒng)電阻點(diǎn)焊，遠(yuǎn)程激光掃描焊接技術(shù)發(fā)揮了單側(cè)、非接觸式激光焊接帶來(lái)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，并將其與高速掃描鏡片帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，大大縮短了焊接時(shí)間，在整個(gè)焊接流程中增加了總生產(chǎn)效率。除了高生產(chǎn)率，掃描焊還有高柔性的特點(diǎn)。通過(guò)焊縫形狀、焊接位置等的優(yōu)化，可達(dá)到優(yōu)化結(jié)構(gòu)和工裝夾具、工藝等設(shè)計(jì)，從而降低材料成本，減少設(shè)備占地面積，最終增加企業(yè)效益。