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2023-04-27
激光焊接作為一種高效精密的焊接方式,相比傳統(tǒng)的焊接工藝,具有單位熱輸入量少、熱變形小、焊縫深寬比大、焊接速度高、焊縫強度普遍高于母材等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于航天、汽車等工業(yè)領(lǐng)域。
隨著激光焊接技術(shù)和自動控制技術(shù)、機器人技術(shù)的結(jié)合,現(xiàn)已廣泛地用于車身底板、側(cè)圍車架、車頂、車門及車身總成等部分和車身大型覆蓋件的焊裝中,成為車身裝配時的主要工藝手段。
北京奔馳引進戴姆勒奔馳先進激光焊接技術(shù)對側(cè)圍、后圍、車門、前縱梁總成、后備箱蓋等進行焊接加工。在此以北京奔馳為背景，介紹激光焊接技術(shù)，并對比激光焊接技術(shù)與其他焊接技術(shù)的優(yōu)缺點。
1. 激光焊接系統(tǒng)組成
激光焊接系統(tǒng)主要由激光源、激光工作頭、冷卻系統(tǒng)、激光房、機器人、PLC、送絲系統(tǒng)、激光焊接質(zhì)量檢測單元及激光功率檢測等組成。
(1)激光源。激光源即激光發(fā)生器,是激光焊接系統(tǒng)的熱源供應(yīng)。從1960 年臺紅寶石激光器問世以來,現(xiàn)在市場上已經(jīng)有多種激光發(fā)生器,且光束質(zhì)量也得到不斷提高,為激光加工技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
(2)激光工作頭。激光工作頭是指激光加工工具,不同的激光加工工藝對應(yīng)不同的激光加工工具。
(3)冷卻系統(tǒng)。由于激光的發(fā)生無法避免散發(fā)大量熱量,為保證激光源正常工作,需要使用冷卻系統(tǒng)來保證激光源溫度恒定。
(4)激光房。激光對眼睛與皮膚傷害較大,因此激光焊接需要在一個密閉空間激光房里進行,并搭建完整有效的安全機制。激光房內(nèi)安裝有監(jiān)控系統(tǒng),用于監(jiān)控激光焊接設(shè)備工作狀態(tài)。
(5)機器人。機器人作為焊接工作的執(zhí)行裝置,與激光工作頭、激光源等其他設(shè)備通訊,控制、配合下屬設(shè)備完成焊接工作。
(6)PLC。它是工作站的總指揮官,控制工裝夾具、各種信號、工作順序等。
(7)送絲系統(tǒng)。激光熔絲焊接需要送絲系統(tǒng),一般送絲系統(tǒng)由控制單元、絲桶、主送絲管、伺服驅(qū)動單元組成。
(8)激光焊質(zhì)量檢測系統(tǒng)。可高效檢測激光焊焊接質(zhì)量,分為在線檢測及離線檢測。在線檢測系統(tǒng)是指在激光焊焊接過程中進行的檢測,一般檢測焊接強度或記錄焊接過程中焊接錄像及各參數(shù)變動。離線檢測一般用于檢測焊縫外觀焊接質(zhì)量。
(9)激光功率檢測系統(tǒng)(PMM)。用于測量激光功率大小。激光工作頭上安裝有壓縮空氣噴氣口來減少在激光焊接過程中飛濺、焊塵等在保護鏡片上的附著,但長期工作無法避免保護鏡片的污染。
保護鏡片的污染會降低激光出光功率,影響焊接質(zhì)量,甚至燒毀保護鏡片。北京奔馳采用的激光功率測量系統(tǒng),每加工一定數(shù)量的工件測量一次功率,提醒工作人員及時檢查更換保護鏡片。
(10)壓縮空氣單元。一般激光焊接頭都會配有壓縮空氣吹氣裝置,以減少焊塵對鏡片的附著。
