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3万瓦激光功率在工业生产中的应用

发布时间:2022-05-05

  作为新兴的高效高精度制造技术,激光加工在过去十年里快速切入到各个行业的生产制造中。中国的制造业规模占全球超过30%,并且大部分属于传统制造模式,产业升级和自动化空间巨大,这给激光加工带来了庞大机遇。如今中国也成为了全球激光市场规模最大的国家,并且在激光技术与装备国产化方面发展较快,激光功率也越推越高。
  功率是激光器技术发展水平的一个重要指标,以光纤激光器为例,我国从零开始,到发展出百瓦级连续波激光器,再到万瓦级超高功率光纤激光器突破,如今万瓦级激光加工应用已成常态,特别是在切割装备方面已有数千台的装机量,市场仍存在较大增长空间。
  3万瓦激光突破加工局限
  2020年底,国内首次有厂商推出了3万瓦激光切割装备,但局限于光学镜片、加工头、冷水机等配套条件不足而无法稳定推广。进入2021年相关配套产品取得突破,让3万瓦的激光设备更稳定可用,满足批量交付,3万瓦激光加工打开了新的应用范围,同时也掀起了设备集成商的新一轮比拼。
  我们日常熟知的普通中薄板材、管材、金属件,厚度12mm以下的采用数千瓦级的激光已经能满足开料加工,即便是焊接需求更高功率,采用1万瓦也能满足大部分产品的焊接。那么3万瓦激光的推出究竟用在哪里,有没有市场呢?
  3万瓦激光功有哪些优势?就激光切割而言,3万瓦比2万瓦的功率在加工速度上提高了30%以上,并且在加工前端开孔工序更加精细,速度更快工序更顺利,能够轻松突破100毫米的超厚板材切割要求。超强的加工能力意味着3万瓦激光装备更多会用在特殊特定行业,比如造船、航空航天、核电站、风电、大型工程机械、军工装备等。
  3万瓦多应用于特定行业
  实事求是地说,1万瓦激光已经能够覆盖大部分行业产品的切割与焊接需求,功率的提高会提升加工速度,也会带来采购成本增加,根据工件的厚度、场景来选择合适的功率更为合理。
  造船行业是大量采用到厚钢板,一些数千吨级、万吨级的大型船只或军舰船身钢板从30-100毫米不等,目前较多采用等离子切割、火焰切割,激光切割将会是一个较有优势的替代技术。3万瓦激光可找到用武之地。激光焊接更有可能替代大量的TIG氩弧焊、埋弧焊,让焊接极大提速。如今造船工业逐渐采用模块化制造,但由于需要大量的厚板材切割、焊接,造船期耗时仍然较长,3万瓦的激光应用将大大缩短造船工时。 
  核电与风电是目前备受关注的清洁能源,在替代化石能源的发展趋势中,核电与风电会持续获得发展机会。核电由于有放射元素的危险,对技术要求很高,日本、法国、美国等国家核电发展水平较高,我国近十多年也大力建设核电站。核电厂的放射性元素非常危险,反应堆、大型厚壁管道、核废料容器等装置要求高密封性,需要机器自动化焊接,3万瓦激光可实现无缝焊接,满足安全要求。日本美国已经在水下激光焊接修复管道方面拥有丰富经验。风电场装置包括塔筒、基座、叶片、转子、电机、轴等部分,对激光焊接、熔覆工艺均有需求,目前了解到国内已有3.2万瓦激光设备用于风电部件的加工,能够成功焊接超厚金属部件。目前几个沿海省份大力发展风电,万瓦激光将在风电行业找到更多应用空间。
  大型工程机械、矿产机械等采用厚金属件,如铁铲、车斗、车身、车架、结构件,常见厚度可超过20毫米钢材,3万瓦激光切割开料将在这些机械制造中发挥重要作用。在航天、军工产品自然少不了厚重的金属件,3万瓦激光不应该缺席,只是关于军工的激光应用暂时可查阅的记录不多。

激光冷水机

  3万瓦激光配套冷水机实现国产化
  2021年3万瓦激光切割装备实现批量装机出货,其中一个重要原因是光学镜片、加工头与冷水机等配套产品的突破。3万瓦激光器的运作会产生大批的热量,如果不及时带出散热并维持温控,将会瞬间造成装置损坏,造成很大的损失。
  广州特域机电有限公司是一家专门研发、生产与销售各种激光冷水机的企业,公司紧跟激光行业技术发展趋势,投入研发并成功推出适用于3万瓦光纤激光的超高功率冷水机CWFL-30000。这款产品制冷量大,能够满足3万瓦激光输出的冷却,保证激光设备稳定可靠工作。
  CWFL-30000在实现超高功率激光冷却的同时也达到了±1°C的温控精度,能实现双温双控智能监测,填补了国内空白。随着3万瓦激光应用的持续开拓,CWFL-30000激光冷水机也将进入到各种场景为超高功率激光制造贡献一份力量!
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