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工程機械

據中國工程機械工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數據顯示：2020年，行業(yè)挖掘機產品銷售量達到327605臺，比上年增長39％；汽車起重機銷售量達到54176臺，比上年增長26.1％；履帶起重機銷售量達到3283臺，比上年增長43.4％；機動工業(yè)車輛銷售量達到800239臺，比上年增長31.5％；升降作業(yè)平臺銷售量達到103555臺，比上年增長35.1％，工程機械主要產品銷量創(chuàng)歷史新高。

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

01

激光切割

Laser Cutting

近兩年，光纖激光切割設備在工程機械領域呈爆炸式增長，表現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，推動激光工藝的不斷進步，從而在更大程度上發(fā)揮出高功率激光的優(yōu)勢。根據客戶的不同需求，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)質加工：碳鋼亮面切割厚度更厚，表面光滑，垂直度好；不銹鋼氮氣切割厚度更厚，質量更優(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用。這些都歸功于光纖激光技術效率高，切割質量優(yōu)，穩(wěn)定性好等方面的優(yōu)勢，可以滿足工程機械產品制造的需求。

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：

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切割速度更快

更高功率帶來更快切割速度。針對20mm以內的碳鋼，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，從而提高零件質量和產量。隨著近兩年坡口切割機的推出，一臺設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%。

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激光焊接

Laser Welding

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

工程機械材料主要以碳鋼、中厚板或超厚板為主，采用激光與電弧復合焊接這種優(yōu)質高效的新型焊接技術，可以兼具激光焊接的高效和電弧焊接的高適應性，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能力、高質量、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。

激光復合焊接：20 mm

工藝：雙面角焊

焊接速度：2.5 m/min

激光復合焊：12 mm

工藝：激光復合焊—單邊焊

激光復合焊接優(yōu)勢：

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單面焊，雙面成型；

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熱輸入量小，有效控制熱變形；

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焊接速度提升2倍以上；

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節(jié)省焊接材料。

激光復合焊在工程機械中的應用：

案例一：

起重機伸臂激光電弧復合焊接

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

YLS-4000+MAG

復合焊

圖片來自哈焊院

案例二：

挖機液壓吊臂焊接

激光器型號: YLS-6000

母材型號: BS960E/BS700MCK2

母材厚度: 20-25mm

焊接工藝: 激光多層窄間隙焊接

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

激光的成套設備是光學、機械、電氣，包括工藝、材料一體化的設備，而光纖激光器作為核心部件，其品質決定了加工質量，尤其在工程機械制造中，需要長時間連續(xù)的輸出，高穩(wěn)定性至關重要。

IPG光纖激光器的高穩(wěn)定性在行業(yè)內有口皆碑。每臺IPG光纖激光器集成多個單發(fā)射極二極管，易于冷卻，并提供冗余，確保使用壽命長和卓越的功率穩(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現最高功率、最穩(wěn)定性能和最高的電光轉換效率。經過市場的長期驗證，IPG激光二極管使用壽命超過100,000小時。

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

隨著行業(yè)標準的持續(xù)完善以及激光成套設備的配套能力不斷提升，光纖激光加工技術將大規(guī)模應用于工程機械制造的多個環(huán)節(jié)，并且推動工程機械行業(yè)向智能制造轉型升級。