早期日本的一些船厂就使用激光切割设备获得了准确的切割尺寸和良好的切割质量,并从中受益。1992年,Vosper Thornycroft在欧洲船厂安装了第一台激光切割设备。90年代中、后期,欧洲船厂纷纷安装了用于焊接和切割的成套设备。在美国,Bender 船厂是第一家使用高功率激光切割设备的船厂。1999年Bender 使用6KW的Tanaka LMX Ⅲ激光器,在制造成本和质量上取得了巨大进步。2001年,联邦电动船部在其移动实验室安装了4KW的ESAB系统。激光切割设备在Bender的应用,引起了对发展高效激光焊接技术的关注。下面几个图为激光制造技术与系统在欧洲几个船厂的应用实例。
图2 Vosper Thornycroft船厂在欧洲最先使用激光切割设备
2 影响激光制造过程的关键光束特性
2.1 关键光束特性
大多数的激光应用都要通过光与物质的相互作用这座桥梁才能实现。激光的波长、能量、偏振特性、时间特性以及空间特性都是决定光与物质相互耦合效率的重要因素。
对金属及其合金而言,激光束的波长越短,吸收率越高。但是这种吸收率的差异只在焊接时初始激光作用的瞬间起决定作用,当深熔焊接过程建立后,波长对吸收率的影响可以忽略。另外波长还影响到光致等离子体的形成和激光束的精细聚焦程度,德国在近五年研究规划中将激光微制造的目标定位在新的激光光源和超精细聚焦系统上,与之相应的超短、超快激光源的研究受到高度重视。