走近科研团队系列报道：长春理工大学激光加工技能研讨中心

　　长春理工大学激光加工技能研讨中心是国内起步较早的激光加工技能研讨与开发单位之一。80年代初为习惯科研作业的需求，建立了原武器部的第一个强激光加工研讨室。1994年中心自行研发成功的国内首台模块组合式5轴4联动数控激光处理体系，标志着中心在激光加工成套设备研发及激光加工技能研讨与开发才能挤入了国内先进部队。三十多年来，中心在激光加工技能研讨范畴先后承当了总配备部、武器工业集团公司、吉林省科技厅等单位的多项严重科研项目，构成了激光热处理与熔覆技能、激光焊接与切开技能、激光打孔与打标技能等三个首要研发方向，为激光加工技能的立异研讨和技能开发奠定了坚实的根底。经过三十多年科研及技能开发实践，长春理工大学激光加工技能研讨中心已培育训练出一支光、机、电、算、材专业知识配套，老、中、青相结合的激光加工设备研发、开发及激光加工工艺研讨的科研部队。

　　研讨中心现有教师8人（其间具有博士学位7人，正高档3人，副高档4人，中级1人），在读博士研讨生8人，在读硕士研讨生30余人。

　　数控机床（如图4所示）选用西班牙FAGOR公司的FAGOR 8055数控体系进行五轴（F轴为调焦轴）操控，经过数控体系的程序操控能够加工各种杂乱的平面图形和管子。

　　激光设备是德国Trumpf公司出产的型号为HL4006D型的4000W的灯泵浦的Nd:YAG激光器。

　　机器人是KUKA公司出产的KR30HA型机器人，经过搭载不同的加工头，能够完结激光焊、激光-电弧复合焊接、激光填丝焊、激光填粉焊等作业。

　　该体系由德国Trumpf公司出产的TruDisk8002型激光器和KUKA公司出产的KR60HA型机器人所组成。

　　TruDisk8002型激光器最大激光输出功率为8000W，能够完结10-12mm厚钢板的激光焊接、12-15mm厚铝合金板的激光-电弧复合焊接以及15-20mm厚钢板的激光-电弧复合焊接。

　　以齿轮为代表的形状杂乱零件激光相变硬化方面，初次提出了齿轮激光相变硬化处理的齿轮偏置、变速扫描和辅佐冷却等要害技能，取得了沿齿轮齿廓均匀分布的硬化层，该研讨成果2002年获我国武器科学技能进步三等奖，相关研讨成果宣布在Surface Engineering等学术刊物上。完结的吉林省科委“激光处理刀具外表进步精细切削加工中刀具寿数的研讨”项目2001年获吉林省科学技能进步三等奖。十五期间承当的总配备部“杂乱结构件激光热处理技能”项目，初次提出并完结铜基粉末冶金冲突片激光外表改性，并在冲突资料内部激光诱导发生准晶-纳米晶，使冲突片的各项性能指标得到显着改进，相关研讨成果宣布在Surface Engineering、机械工程学报和我国激光等学术刊物上，2009年获国防科技工业科技进步二等奖。

　　经过自行规划的复合焊接头及各种焊接工艺参数的彼此匹配，有用的处理了CO2激光与电弧复合难题，成功完结了高强钢、超高强钢激光-电弧复合焊接；

　　经过自行规划的焊接辅佐工艺配备及维护气体与各种焊接工艺参数的彼此匹配有用处理了异种钢深熔焊接及变形难题，完结了异种钢精细齿轮激光高效精细深熔焊接；

　　2009年与日本千叶大学、铃木公司一起展开的“钢-铝合金薄板接连-脉冲双激光束焊接研讨”作业，选用接连激光加热熔化，脉冲激光穿透、拌和及冲击熔池的双激光束焊接办法，经过脉冲激光打碎脆性金属间化合物并在熔池底部构成根状焊接结构，将焊缝剪切强度进步到了128MPa。

　　选用有限元仿真与试验验证相结合的办法，完结了多焊缝、杂乱结构、薄壁桶形零件的激光焊接。在确保接头强度的条件条件下，减小了产品的焊接变形，要害尺度变形量由原工艺±1.0mm减小到±0.3mm，大大进步了产品的互换性和牢靠性。

　　与四平市巨元瀚洋板式换热器有限公司协作，将激光焊接技能使用于以大幅面（1.2m×2m）0.6mm与0.7mm厚不锈钢、工业纯镍和工业纯钛为资料的板式换热器出产制作范畴。经过便利科学的工装规划、激光焊接工艺参数优化及气体维护等要害技能，完结板式换热器高效精细密封焊接，处理换热器在高温、高压及腐蚀性介质条件下安全、牢靠作业的难题，扩展换热器在石油、化工、动力、冶金等范畴的使用规模，使企业年新增产量1亿元，2017年获吉林省科技进步二等奖。

　　与长春轨迹客车有限公司协作，选用歪斜视点入射、非熔透激光搭接焊办法，完结了0.6mm/1.5mm不锈钢轨迹车辆骨架与侧墙板高强度、微变形的衔接。经过试验优化规划办法，建立了激光焊接工艺参数与焊缝描摹、接头强度以及焊接变形之间的数学模型，处理了接头强度与焊接变形匹配的问题。

　　有用地将精细机械体系规划、计算机数字操控等相结合，成功地研发出“CGJ-93型5kW数控CO2激光处理体系”，该体系初次选用模块组合式结构，完结五轴四坐标联动数字操控，处理了多种零、部件杂乱外表的热处理难题，研讨成果达到了国际先进水平，1997年获我国武器工业总公司科学技能进步二等奖；结合多年研讨成果，为某大型国防企业研发的“数控激光淬火机床”，成功地用于配备的实践出产，取得了严重的经济效益和军事效益。

　　选用脉冲激光对1.5mm厚的5052铝合金板进行了激光焊接工艺研讨，取得了成形漂亮、无缺点的铝合金激光焊接样件，在不增加任何焊丝的情况下，其接头的抗拉强度达到了铝合金母材的92%以上。

　　选用激光-MIG电弧复合焊接技能，经过对坡口尺度以及工艺参数的优化，在有限激光功率（≤4.0kW）的条件下，完结了单次焊接熔透10mm厚的5083铝合金的焊接工艺。所取得焊接接头成形漂亮，其接头抗拉强度达到了母材的90%以上。该研讨成果已请求发明专利。

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