機械工程概論答辯ppt課件

1、激光機工技術的運用從一輛汽車看激光加工:Contents目錄激光切割激光切割激光焊接激光焊接激光淬火激光淬火激光熔覆激光熔覆激光打標激光打標:Part One激光切割技術激光切割技術0101:1-1在汽車消費中的運用在汽車消費中的運用原理：利用高功率密度激光束照射被切原理：利用高功率密度激光束照射被切割資料，使資料很快被加熱至汽化溫度割資料，使資料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)構成孔洞，隨著光束對資料的挪，蒸發(fā)構成孔洞，隨著光束對資料的挪動，孔洞延續(xù)構成寬度很窄的如動，孔洞延續(xù)構成寬度很窄的如01mm左右切縫，完成對資料的切割。左右切縫，完成對資料的切割。運用：激光切割技術主要運用在車身覆運用：激

2、光切割技術主要運用在車身覆蓋件的消費上，如頂棚、車門、前蓋、蓋件的消費上，如頂棚、車門、前蓋、擋風玻璃等擋風玻璃等:1-2在汽車消費中的優(yōu)勢在汽車消費中的優(yōu)勢激光切割產生的切口平整、無毛邊，根本不需求進一步做處置切割速度快，精度高，而且可反復性強可數(shù)控編程，運用機器人操作總的來說，激光切割的運用極大地提高了消費效率，節(jié)省時間、資料、人力:1-3在汽車研發(fā)中的運用在汽車研發(fā)中的運用在汽車的研發(fā)中，激光切割最大的運用就是無模具消費零部件:1-4在汽車研發(fā)中的優(yōu)勢在汽車研發(fā)中的優(yōu)勢免去了制造模具的本錢，節(jié)省研發(fā)本錢效率高，可大量消費，縮短研發(fā)周期加速了研發(fā)進程，促進汽車行業(yè)的高速開展使得私人訂制成為

3、能夠:Part Two激光焊接技術激光焊接技術0202:2-1 激光焊接原理激光焊接原理激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效的精細焊接方法:2-2 焊接工藝對比焊接工藝對比對比項目激光焊接電阻焊電子束焊接鎢極惰性氣體保護電弧焊熔化極氣體保護焊焊接效率0+0-焊縫深寬比（大）+-+-熱影響區(qū)（?。?0+-材料可選擇性+-材料損耗+-焊縫斷面形貌+0+00焊接高反射率材料-+自動加工+-+0成本-+-+操作成本0+0+組裝+-注：“+”表示優(yōu)勢；“-”表示劣勢；“0”表示適中。焊縫深寬比大，光亮美觀1.由于激光在聚焦以后，光斑細小，使得焊接過程中工件之間接合板寬度減小，可以讓兩塊資料

4、之間的粘合度更好，不會引起資料的外表的損傷以及變形，所以焊接完成以后，也無需對焊縫做后期處置，提高了車體的剛度。 2.擴展了焊接資料的可選性：既可焊接同種資料，也可焊接異種資料，實現(xiàn)不同材質的金屬和非金屬之間的銜接。尤其是激光焊接可以銜接航空與汽車工業(yè)中比較難焊的薄板合金資料，如鋁合金等，并且構件的變形小，接頭質量高，重現(xiàn)性好。還可透過玻璃進展焊接。3熱影響區(qū)(熱性變)小，無須焊絲且焊接質量高.車身強度提高30%以上與電阻焊相比1.減小了工件銜接之間的接合面寬度，降低了板材運用量2.非接觸式焊接過程，無機械應力。無需運用電極，無點擊受損或污染的顧慮。節(jié)約資料，減少耗材，降低分量，降低本錢能量轉

5、換效率太低，通常低于10%；高反射性及高導熱性資料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改動設備昂貴改良：為了消除或減少激光焊接的缺陷,更好地運用這一優(yōu)秀的焊接方法,提出了一些用其它熱源與激光進展復合焊接的工藝,主要有激光與電弧、激光與等離子弧、激光與感應熱源復合焊接、雙激光束焊接以及多光束激光焊接等。此外還提出了各種輔助工藝措施，如激光填絲焊可細分為冷絲焊和熱絲焊、外加磁場輔助加強激光焊、維護氣控制熔池深度激光焊、激光輔助攪拌摩擦焊等。:2-3 激光焊接開展與前景激光焊接開展與前景我國的現(xiàn)狀我國的現(xiàn)狀汽車工業(yè)尚不興隆汽車零部件的激光焊接技術曾經(jīng)相當成熟結論：激光焊接技術還沒有得到廣泛運用 中國

6、的激光焊接處于世界先進程度，具備了運用激光成形超越12平方米的復雜鈦合金構件的技術和才干，并投入多個國產航空科研工程的原型和產品制造中。 2019年10月，中國焊接專家獲得了焊接領域最高學術獎-布魯克獎，中國激光焊接程度得到了世界的一定。:Part Three激光淬火技術激光淬火技術0303:3-1 激光淬火原理激光淬火原理將鋼加熱到臨界溫度Ac3亞共析鋼或Ac1過共析鋼以上溫度大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms馬氏體轉變的起始溫度以下防止冷卻時內應力使工件變形或開裂堅持零件的尺寸和外形精度鋼的激光淬火鋼的激光淬火 激光淬火是利用激光將資料外表加熱到相變點以上，隨著資料本身冷卻，奧氏體轉變?yōu)轳R氏

7、體，從而使資料外表硬化的淬火技術。鋼的淬火:3-1 激光淬火原理激光淬火原理:3-2 激光淬火的優(yōu)勢激光淬火的優(yōu)勢由于激光加熱速度快，被處置的模具變形很小激光 淬火清潔、高效不需求水或油等冷卻介質淬火硬度比常規(guī)方法高 淬火層組織細密、強韌性好由于激光束發(fā)散角很小，具有很好的指向性，可以經(jīng)過導光系統(tǒng)對模具外表進展準確的部分淬火易變形，甚至開裂工件需求在一種介質中冷卻，如水淬、油淬，以使其快速冷卻激光淬火的優(yōu)勢激光淬火的優(yōu)勢傳統(tǒng)方式的局限傳統(tǒng)方式的局限:3-3 在汽車中運用在汽車中運用汽車換向器殼體內壁經(jīng)激光淬火后硬度耐磨性大幅提高，運用壽命提高10倍，其激光淬火費用是高頻淬火的1/5柴油機曲軸的

8、激光強化，發(fā)動機臺架實驗證明，強化后的曲軸頸平均磨損比普通淬火減少90%，汽車行駛4.51045104km，曲軸耐磨性提高1倍以上發(fā)動機凸輪軸、排氣閥及落座、氣缸套內壁等部件耐磨性能大大強化，壽命明顯添加作用效果作用效果汽缸類汽缸類發(fā)動機汽缸套壁面發(fā)動機汽缸套壁面曲軸類曲軸類曲軸軸頸外表曲軸軸頸外表:Part four激光熔覆技術激光熔覆技術0404:4-1 激光熔覆原理激光熔覆原理基材外表預處置除去油污與銹蝕，防止熔覆層裂紋，零落高能激光束(104106W/cm2) 外表輻照迅速冷卻102106 /s構成添料熔覆層資料外表改性資料外表改性軋輥外表強化:4-2 在汽車中的運用在汽車中的運用汽車

9、零件外表精加工汽車零件外表精加工發(fā)動機的排氣門： Stellite合金鈷基合金,抗高溫氧化變速器：含鈦、鑭系元素復合合金質量輕，硬度高，光澤度好，抗沖擊性強活塞環(huán)、曲軸、套缸.換向器、齒輪. 發(fā)動機變速器齒輪:4-3激光熔覆的優(yōu)勢激光熔覆的優(yōu)勢耐磨損：排氣門熔覆Stellite合金，耐磨性能提高5倍. 耐腐蝕：外表熔覆層均勻，抗氧化，發(fā)動機壽命提高至300w公里. 熔覆層厚度準確可控：鍍膜厚度在50m-2mm之間。熱影響區(qū)域在1mm內，明顯小于熱噴涂的5mm. 降低消費本錢外表合金取代整體，易實現(xiàn)自動化工件外表熔覆鈦錳合金:Part Five激光打標技術激光打標技術0505:5-1 激光打標原理激光打標原理 激光打標是利用高能量密度的激光對工件進展部分照射，使表層資料汽化或發(fā)生顏色變化的化學反響，從而留下永久性標志如各種文字、符號、圖案的一種打標方法。:5-2 在汽車中的運用在汽車中的運用激光加工的最大運用領域之一激光加工的最大運用領域之一:5-3 激光打標的優(yōu)勢激光打標的優(yōu)勢激光打標激光打標傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法非接觸性加工，具有無切削力,熱影響小的優(yōu)點,保證了工件原有的高精度高精度加工，線條可以到達毫米到微米量級，加強了產