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汽車製造

德國埃爾拉斯遠程掃描激光焊接設備的優勢

星之球激光 來源:國際金屬加工網2012-12-07 我要評論(0 )   

以往的激光焊接接係統在加工過程中,加工機頭常常必須為(wei) 轉位而暫停等待,在激光等待的時候,激光焊接設備不得不處於(yu) 保持模式,這不利於(yu) 增加生產(chan) 量和收益。 為(wei) 了改變這種...

        以往的激光焊接接係統在加工過程中,加工機頭常常必須為(wei) 轉位而暫停等待,在激光等待的時候,激光焊接設備不得不處於(yu) 保持模式,這不利於(yu) 增加生產(chan) 量和收益。
  為(wei) 了改變這種不利狀態,為(wei) 了最大限度地發揮激光加工設備的經濟效益,專(zhuan) 家們(men) 設法讓激光盡可能在100%的時間裏不停歇地加工作業(ye) 。現在,能夠縮短轉位時間,讓激光把時間盡可能都花費在焊接的工件上,最佳的辦法就是遠程掃描激光焊接。
  遠程掃描激光焊接方法,借助於(yu) 關(guan) 節臂機器人和掃描光學器件,以飛快運動方式把激光焦點快速定位在工件上。它采用長焦距的聚焦光學元件和程序可控的掃描器。掃描器安裝在激光器光纖光纜的末端,它用兩(liang) 個(ge) 反射鏡通過平場鏡引導激光光束,平場鏡將光束聚焦在掃描區內(nei) 的共用焦平麵上。掃描器上配備的電動光學元件能夠使焦平麵沿Z軸上下移動,實施3D作業(ye) 。聚焦光斑的定位速度飛快,焊接速度也飛快,焦斑從(cong) 整個(ge) 掃描區的一端飛行移動到另一端,僅(jin) 僅(jin) 需要30毫秒,基本上消除了激光等待保持模式。


         遠程掃描激光焊接必備的條件
  (1)采用光纖光纜傳(chuan) 輸激光的固體(ti) 激光器或光纖耦合二極管激光器。
  (2)激光器功率適合於(yu) 加工任務(4~6KW),光束質量良好(例如4~8mm-mrad),所需光斑直徑大約為(wei) 0.6mm。
  (3)要求對待焊的焊縫進行精確定位,這是掃描飛行焊接的前提條件。為(wei) 此要求機器人與(yu) 掃描器控製必須達到軸同步,可以把待焊接的型式編入掃描器的程序控製。
 

        為(wei) 什麽(me) 說它提高了生產(chan) 效率和產(chan) 品質量,而且降低了成本?
  與(yu) 常規的電阻點焊相比較,一個(ge) 遠程掃描激光焊接站可以取代5個(ge) 常規的電阻點焊加工站。在同樣長的時間內(nei) ,隻需一個(ge) 或二個(ge) 夾具工位就足夠把待焊接的零部件組合在一起進行組合焊接。在一個(ge) 焊接工位不僅(jin) 能夠加工不同的工件,而且能夠對同一個(ge) 工件進行不同的加工。與(yu) 電阻點焊相比較,加工時間縮短了80%,以加工速度而論,用4KW激光功率焊接時,速度大約要快6倍,用6KW激光功率焊接時,速度大約要快10倍。在循環負載率高、激光功率最高的情況下,生產(chan) 能力提高5倍是可能達到的。
  優(you) 點不僅(jin) 表現在數量上,而且表現在產(chan) 品質量上,這是因為(wei) 遠程掃描飛行焊接方法在生產(chan) 過程中降低了產(chan) 品誤差。這種新式焊接方法使被加工零部件受到的熱輸入和機械應力減少,零部件不發生變形,結構不受影響。而且焊接所需的工件定位次數和夾緊次數都減少了,這樣有利於(yu) 被加工零部件乃至於(yu) 整個(ge) 車體(ti) 結構的形穩性得到提升。
  與(yu) 電阻點焊相比,由於(yu) 被焊接的零部件和車體(ti) 構件具有這些優(you) 點,遠程掃描激光焊接的總成本是合適的,隻是需要的生產(chan) 用具和激光器的費用相對較高。越來越多的人對這種先進設備具有精密、高效焊接各種各樣的汽車零部件和組件的能力表示青睞。它能焊接:後中央組合板、保險杠、搖臂導軌、車輪輪拱、儀(yi) 表盤,白車身部件包括後備箱、背麵板、鉸接件、車身B柱,車門和車身側(ce) 圍,座椅及相關(guan) 的傾(qing) 斜調節器、框架,導軌,車內(nei) 部件包括中壓橫梁、後窗台板和帽形齒板,還可組裝焊接變速換檔轉子、換檔叉和卡箍等。
 

        焊接工藝優(you) 化與(yu) 減輕重量和增加強度
  采用激光飛行焊接方法,可以實現任何選定的焊接航線圖(即所謂“焊接型式”)和任何幅度的焊接。精密焊接型式可用於(yu) 多個(ge) 零部件的組合焊接,而與(yu) 機器人的速度無關(guan) 。雖然直線式焊接所要求的凸緣寬度要比電阻點焊明顯少得多,但有時采取C或U型式和其它型式的焊接,卻可以在增加強度和減輕重量這二者之間取得滿意的平衡。焊接型式無論是對於(yu) 短線、圓圈、C型式、S型式、幅度和布局以及焊縫走向的考慮,都要有利於(yu) 被焊零部件的重量優(you) 化和強度優(you) 化。

  至關(guan) 緊要的一步是選好焊接航線圖(焊接型式),這關(guan) 係到強度和重量的優(you) 化。焊接型式可以編程控製。可以按客戶要求定製焊接型式,以便優(you) 化產(chan) 品的強度。除此之外,采取激光焊接單麵進出法比采取雙麵進出法的電阻點焊具有優(you) 越性。與(yu) 焊接管材的開口截麵和焊接金屬板相比,焊接諸如框架結構需用的管材和型材時,焊接的是閉合截麵,因而使結構牢固得多,這樣就增加了載體(ti) 的強度,而又降低重量和成本。

 

        大幅度增加生產(chan) 量的措施
  相對於(yu) 電阻點焊,激光掃描飛行焊接方法是增加汽車零部件生產(chan) 量的更為(wei) 有效的首選方案,因為(wei) 它基本上節省了焊槍點焊從(cong) 一個(ge) 位置到另一個(ge) 位置所花費的相當長的時間。掃描頭的連續移動與(yu) 掃描鏡對於(yu) 激光焦點的快捷定位精確配合,加工速度大提升,導致焊接生產(chan) 量的大幅度提升。而且,激光焊的零部件也達到電阻點焊所達到的強度,然而所用的時間卻僅(jin) 為(wei) 電阻點焊耗時的幾分之一。
  焊接速度的加快,也意味著完成焊縫的數目也越多,生產(chan) 效率也越高。舉(ju) 例來說,白車身焊接車間,通常要求焊接的金屬板厚度在0.6-1.8mm範圍,過去在每個(ge) 焊點需要大約2秒鍾,現在采用遠程掃描飛行激光焊接完成相應的焊縫少於(yu) 0.4秒鍾,節省了4/5的時間。完成一個(ge) 完整車門結構的焊接隻需要幾秒鍾。

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