1.介紹
        激光焊接是利用極高的能量密度的激光束熔合材料，具有焊接速度快、強度高、焊縫窄、熱影響區小，並且工件變形量小，後續處理工作量少，靈活性高等優(you) 點。激光焊接不僅(jin) 能焊接常見的碳鋼和不鏽鋼，還能焊接使用傳(chuan) 統焊接難以焊接的材料，如結構鋼，鋁，銅等金屬，且能夠焊接各種形式的焊縫。

圖一：適於(yu) 激光焊接的焊縫類型
 

       現代鈑金製造對焊接強度和外觀效果等質量的要求越來越高，尤其是高附加值的且對焊接質量要求極高的部件，可以無需後續加工或者極少後續加工的方式來完成。而傳(chuan) 統的焊接手段，由於(yu) 極大的熱量輸入，不可避免的會(hui) 帶來工件扭曲變形等問題。為(wei) 了彌補工件變形這個(ge) 問題，需要大量的後續加工手段，從(cong) 而導致費用的上升。而激光焊接具有最小的熱輸入量，因此帶來極小的熱影響區，顯著提高焊接產(chan) 品品質的同時，減少了後續工作量的時間。另外，由於(yu) 焊接速度快和焊接深寬比大，能夠極大的提高焊接效率和穩定性。因此激光焊接在鈑金製造中的應用越來越普遍。

圖二：激光焊接在鈑金製造中的一些實例

2. 激光焊接：合二為(wei) 一的工具
        現代鈑金製造中，不同產(chan) 品對焊接強度和外觀效果等質量的要求是有區別的。比如電梯、廚具、食品設備的外觀件，需要非常美觀、光滑、無變形的焊接效果。而一些內(nei) 部結構件或者是後續需要噴塗的零件，則對焊接強度和焊接速度有較高的要求。而這恰恰能夠體(ti) 現出激光焊接的優(you) 勢，因為(wei) 激光焊接既可以實現焊縫美觀的熱傳(chuan) 導焊接，也可以實現高焊接強度、高焊接速度的深熔焊。
 

圖三：激光焊接可實現深熔焊和熱導焊

       熱傳(chuan) 導焊接需要較低的激光能量密度和較低的焊接速度，但是卻能夠得到非常美觀的焊接表麵效果。於(yu) 此相反，深熔焊接則需要較高的激光能量密度，但能夠得到很高的焊接強度和較高的焊接速度。

       作為(wei) 全球最大的激光器製造商，TRUMPF還提供可以實現深熔焊和熱導焊的激光焊接頭。該焊接頭通過調整激光功率密度，可以在熱導焊和深熔焊間自動切換，以便達到理想的外觀效果和焊接強度。它不僅(jin) 可以實現無焊絲(si) 的激光焊接，從(cong) 而發揮激光高速焊接的優(you) 勢。當然，也可以很好的使用冷送絲(si) 焊接功能，適用於(yu) 在接頭縫隙過大，或者對於(yu) 焊接區域金相結構有特殊要求的情況。通快焊接頭和碟片激光器可以輕鬆地集成在國內(nei) 機器人激光焊接係統中，滿足大多數中國鈑金製造用戶對於(yu) 激光設備的高質量、低成本的要求。
 

3 現代鈑金生產(chan) 流程
       由於(yu) 激光焊接時熱輸入極低，焊接後的變形量很小，且能夠得到非常美觀的焊接表麵效果，故焊接的後續處理很少，可以大大削減或者取消龐大的拋光和整平工序上的人工。而這在人工成本不斷上升的今天，尤其具有現實意義(yi) 。激光焊接是在密閉的安全防護罩內(nei) 進行的，並配有自動抽塵裝置，在保證員工的健康和安全的同時，也能保持廠房內(nei) 幹淨整潔的工作環境。典型的現代鈑金生產(chan) 工序流程如下圖所示。通快提供現代鈑金生產(chan) 工序所需的設計、激光切割、衝(chong) 壓、折彎、激光焊接、激光標刻、自動化料庫等整套的解決(jue) 方案，並通過生產(chan) 管理軟件統一管理各個(ge) 設備，最大程度地提高生產(chan) 的自動化程度。
 

圖四：現代鈑金生產(chan) 流程

4. 如何優(you) 化你的鈑金生產(chan) 流程：采用適於(yu) 激光焊接的友好設計

       相對傳(chuan) 統焊接，激光焊接的優(you) 勢是很明顯的，但同時激光焊接對工件的前道加工精度及工裝夾具的要求也比較高。要最大程度地發揮激光焊接的優(you) 勢，降低生產(chan) 成本並提供生產(chan) 效率，需要優(you) 化產(chan) 品設計、激光切割、衝(chong) 壓、折彎和激光焊接等整個(ge) 鈑金生產(chan) 工藝。

        在實際的生產(chan) 中可以發現，使用激光焊接技術的鈑金產(chan) 品的成本主要不是由激光焊接工序決(jue) 定的。實際的生產(chan) 經驗證明，鈑金產(chan) 品70%的成本是由產(chan) 品設計決(jue) 定的。要降低生產(chan) 成本，提高焊接效率，首先需要從(cong) 產(chan) 品設計入手。在初期產(chan) 品設計時考慮到激光焊接對工件的要求，比如，減少生產(chan) 中的折彎工序、盡量采用激光切割板材、采用自定位設計等等，會(hui) 讓激光焊接程序和夾具變得很簡單，從(cong) 而達到降低成本，提高效率的目標。
 

圖五：激光焊接鈑金工件的設計思路

       在激光焊接前使用通快衝(chong) 床的EasyJoin技術，可以在板材結合處衝(chong) 出定位孔/齒。這樣裝夾時由定位孔/齒的輔助下，焊接夾具可以變得簡單，且在激光焊接後不留痕跡，從(cong) 而獲得高質量焊縫。

圖六：適於(yu) 激光焊接的角部焊縫設計

       對於(yu) 如何設計鈑金產(chan) 品，達到滿足激光焊接的要求，獲得最佳的焊接效果並降低成本，通快提供全麵的技術谘詢和培訓。此外，通快還在太倉(cang) 市的工廠內(nei) 設立了專(zhuan) 門的激光加工工藝中心，可以在項目初期為(wei) 國內(nei) 用戶提供產(chan) 品的激光焊接可行性測試。

 
圖七 ：通快中國太倉(cang) 工藝中心的激光焊接係統樣機，配有6.6千瓦TruDisk碟片激光器

5.激光焊接鈑金產(chan) 品的優(you) 化分析
        下麵是一個(ge) 實際案例，這家公司每年要生產(chan) 1000件這樣的鋁合金產(chan) 品。在采用傳(chuan) 統焊接方式進行加工後，需要大量的拋光工序。拋光每個(ge) 產(chan) 品的成本約5歐元。
采用激光焊接技術後，增加的激光設備運行成本和夾具約3500歐元，但卻節省了高額的拋光成本；每件產(chan) 品的總加工時間降低了73%，單件產(chan) 品的成本降低了40%。
 

圖八：激光焊接和傳(chuan) 統焊接的對比，以及激光焊接夾具

     考慮到激光焊接夾具的投入和前期的準備時間（如編程，焊接工藝調試）是一次性的，對於(yu) 更大批量的產(chan) 品，采用激光焊接更加經濟。

6. 總結
     激光焊接應用於(yu) 鈑金生產(chan) 已經多年，隨著近年控製技術和激光技術的不斷進步，激光焊接的使用也越來越簡單容易。如何發揮激光焊接在鈑金生產(chan) 中的優(you) 勢，需要具有掌控全局的眼光，優(you) 化整個(ge) 產(chan) 品製造流程。采用適於(yu) 激光焊接的友好設計，將是獲得美觀焊接表麵效果，提高生產(chan) 效率，降低生產(chan) 成本的關(guan) 鍵。

（本文作者： 王錦軍(jun)        通快（中國）有限公司 ）