激光飛行焊接技術(Laser Scanner Welding,LSW)相對於(yu) 傳(chuan) 統成熟的激光焊接工藝技術是通過使用機器人控製激光進行掃描焊接的一種新型工藝。
早在20世紀80年代德國大眾(zhong) 汽車製造廠即采用激光焊接技術實現汽車白車身上頂蓋總成與(yu) 側(ce) 圍總成、車門總成等工藝連接。激光焊接技術以其強度高、速度快、成本低、密封性和外觀質量好等優(you) 點被國外及國內(nei) 合資企業(ye) 廣泛應用於(yu) 白車身製造中,部分企業(ye) 更編製對應的標準工藝進行推廣。其中,激光熔焊、激光釺焊等相關(guan) 技術也在車身製造技術發展的推動下普遍應用。
激光飛行焊接技術(Laser Scanner Welding,LSW)的主要優(you) 點在於(yu) 焊接速度快的同時與(yu) 工件無接觸,可以最大限度地消除每段焊接前不斷重複定位造成的非生產(chan) 性時間的浪費,使得激光束在線時間最大化,生產(chan) 效率得到大幅度提高。
激光飛行焊技術的工藝特點
激光飛行焊技術是近年來出現在國內(nei) 外市場上的一種新型高效焊接技術,針對多點焊接能夠極大提高生產(chan) 效率。激光飛行焊接技術是通過機器人手臂的移動與(yu) 激光掃描儀(yi) 的高動態定位運動配合使用,將激光器中的激光束通過光釺傳(chuan) 遞到安裝在機器人上的可編輯聚焦光學頭(PFO)上,安裝在PFO中的兩(liang) 片高速掃描反射鏡(即“濾鏡”)促使激光束按照事先編製的程序路徑進行高速精確運動,通過遠心透鏡聚焦實現鈑金件的焊接。在汽車製造業(ye) 中,激光飛行焊接技術可應用於(yu) 汽車座椅板、儀(yi) 表相關(guan) 件、車門結構件、行李箱蓋以及其他特殊材質(如鍍鋅材質)薄板的焊接工藝中。
尤其對比激光飛行焊技術,在車門焊接時可以最大程度的減小焊接變形量,極其有利於(yu) 後期總成精度的調試,尤其對門蓋類精度要求以及匹配功能要求均較高的工件來說,使總成的精度得到保證。
激光飛行焊的優(you) 勢
傳(chuan) 統激光焊和激光飛行焊的工步如下圖所示。經對比可以看出,激光飛行焊實現了在線時間最大化,有效生產(chan) 時間占整個(ge) 工作時間的90%以上。

傳(chuan) 統激光焊接方式(上) 激光掃描焊接方式(下)
相對傳(chuan) 統工藝的點焊技術來說,激光飛行焊可以自定義(yi) 焊縫形式,優(you) 化焊縫焊後強度,增加了設計及工藝的靈活性,可以適用於(yu) 任何焊接形式、任何焊接方向。同時可以根據工藝要求自定義(yi) 焊縫分布,使得焊縫的受力最優(you) 化得以完美的實現。激光飛行焊的無接觸、靈活的焊縫要求,可使得焊接搭接麵更小。傳(chuan) 統點焊為(wei) 保證焊點質量,避免出現騎邊焊等焊接缺陷,在產(chan) 品造型設計時要求其搭接邊最小≥11mm。而在我公司一款新型車型車門設計時采用激光飛行焊技術,焊接位置的最小搭接邊要求為(wei) ≤6mm。從(cong) 這個(ge) 角度分析,采用激光飛行焊可以在一定程度上減少材料成本和降低車身重量,在保證車身製造質量的基礎上最大限度的實現輕量化,亦達到節能減排的目的。
掃描焊接係統可適用於(yu) 一個(ge) 工件多處焊接以及定位轉換比較困難的狀況。針對一些大型不易移動,或者具有複雜曲麵外形的工件,可以根據事先編程的路徑加工任意的圖形單元,通過機械手的快速靈活定位實現高質量、高效率的焊接,焊接加工軌跡具有很大的自由性。
目前在汽車行業(ye) 運用較多的碟片式光纖傳(chuan) 導激光器擁有模塊化配置,極高的二極管壽命、優(you) 化高效的諧振設計、不懼反射損壞、能量反饋控製以及優(you) 秀的光束管理等優(you) 勢,保證了激光飛行焊技術的可靠性。PFO振鏡和機器人實時同步其高速動態性能使得掃描速度可達每分鍾700m。無接觸加工過程,焦距可達0.5~1.5m,精度可以控製在0.2mm以內(nei) ,加之焊接過程的穩定以及經濟運行成本、更小的空間占用率等諸多優(you) 勢,使得整個(ge) 焊接範圍更廣、焊接過程更靈活。
結語
激光飛行焊技術通過在極短時間內(nei) 的快速定位,極大地降低了生產(chan) 節拍,較小的熱輸入量保證總成焊後產(chan) 生的變形小,更有利於(yu) 產(chan) 品質量的提升。由於(yu) 其通過機器人手臂與(yu) 激光掃描儀(yi) 緊密配合使用,保證在焊接過程中與(yu) 工件零接觸,焊縫位置可實現靈活多變化及大型零件、複雜曲麵的快速多點焊接。這樣不僅(jin) 減少了焊接設備的過多投入及使用場地的占用,降低單台生產(chan) 成本,而且焊接整體(ti) 效果穩定。
基於(yu) 上述優(you) 勢,激光飛行焊技術除了可應用於(yu) 行李箱蓋、車門、座椅板、儀(yi) 表盤支持件、座椅調整件和座椅架等白車身件上的焊接外,還可在鋁合金、鍍鋅薄板以及電池、塑料等的焊接上得到廣泛應用。
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