過去幾年，由於(yu) 視覺營銷戰略的盛行，零售商店日益重視展櫃的設計美感。展櫃、裝飾性元件、支架或商店櫃台對金屬組件的質量要求也相應提高。如今，這些元素被視為(wei) 貿易公司提升品牌形象的一個(ge) 關(guan) 鍵因素。要想提高在商用家具製造業(ye) 的競爭(zheng) 力，就需要新的加工工藝來提高生產(chan) 率，在不影響質量的前提下降低生產(chan) 成本。

　　一家在激光切割金屬板材領域具有多年專(zhuan) 業(ye) 經驗的公司——Hydracorte，正努力開拓碟片激光焊接技術在該領域的發展，為(wei) 這一商業(ye) 部門的焊接金屬組件提供靈活高效的解決(jue) 方案，這一應用是用電弧焊來實現的。

　　為(wei) 了發展這項新的業(ye) 務單元，Hydracorte與(yu) AIMEN 技術中心傾(qing) 力合作研發，開發激光焊接應用技術，提升設施的技術級別，接觸新的工業(ye) 需求市場。AIMEN位於(yu) 西班牙的拉科魯尼亞(ya) ，過去40年來通過研發和技術服務致力於(yu) 發展和加強競爭(zheng) 力。

　　激光技術的不斷進步推動了Hydracorte的製造工藝向前發展，使其擁有更靈活的生產(chan) 係統來縮短交貨期， 並且為(wei) 客戶提供更快和更有效的切割、焊接和金屬成形服務。Hydracorte擁有設施完善的大型場地，其中包括範圍廣泛的激光切割、焊接和打標的先進設備，能用最靈活和最經濟的方式來製造部件，並提供全麵的服務。

　　CO2激光切割

　　Hydracorte擁有三套Trumpf的CO2激光切割係統用於(yu) 金屬板材切割（主要是碳鋼、不鏽鋼和鋁合金），如圖1所示。能切割0.5mm-25mm的無塗層和鍍鋅鋼、最厚至30mm的不鏽鋼和最厚至20mm的鋁合金以及銅和鈦等其他材料。設備自動化程度高，例如可以處理各種厚度的單激光切割頭、自動噴嘴更換器、自動板材加載和卸載係統（且與(yu) 機器人儲(chu) 存係統連接起來），這可以提高生產(chan) 效率，具有大批量生產(chan) 的能力。

　　此外， 還擁有兩(liang) 台Trumpf的CO2 激光管材切割機， 用於(yu) 處理各種型材（圓形、方形、矩形、橢圓等）：一台TruLaser Tube 5000 型具有2.7 kW的輸出功率，TruLaser Tube 7000 具有3.6kW的激光輸出功率，可以切割厚度最大為(wei) 10mm管材。該設備可以加工直徑從(cong) 10mm-250mm 的型材。這些機器還包括自動加載係統，可以處理6m長的型材，還有管接縫焊接探測器，以便將要加工的部件放到正確的位置。

　　碟片激光焊接

　　Hydracorte還擁有Trumpf的TruLaser Robot 5020機器人激光焊接係統，配有一個(ge) 輸出功率為(wei) 4kW的TruDisk 4002碟片激光光源，帶有兩(liang) 個(ge) 輸出光纖。最小的光斑直徑分別是0.2mm和0.6mm，光束質量為(wei) 8mmx mrad，帶有BEO D70激光頭（200mm 焦距），這讓其能提供適應不同應用的焊接服務，甚至包括最高質量標準的焊接。並配備Kuka KR30HA六軸機器人、旋轉可傾(qing) 斜工作台、雙工位回轉工作台和水平旋轉軸。

　　這些組件使它能獲得極高的精確性、可靠性、可重複性， 並能幫助激光切割工藝實現質量和精確性的最大化。

激光對製造過程的影響

　為(wei) 了評估激光焊接在製造過程和典型應用方麵所帶來的影響（技術和生產(chan) ），Hydracorte公司與(yu) AIMEN技術中心合作發起了MONACO項目，目的是為(wei) 了“借助激光技術研發輔助家具和裝飾組件的新概念”。該項目獲得了西班牙加利西亞(ya) 政府和歐洲區域發展基金（European Regional Development Fund）的讚助。

　　這個(ge) 項目對使用碟片激光進行焊接的幾種形狀的接頭（對接接頭、搭接接頭和角接接頭，見圖3）以及幾種金屬材料和不同厚度的組合（目前製造業(ye) 中最常見的組合）進行了評估，並且與(yu) 鎢極氣體(ti) 保護電弧焊（GTAW）進行了比較，見表1。

       這些測試定義(yi) 了激光加工工藝參數窗口（激光功率、焊接速度、焦點位置和保護氣體(ti) 類型及流速），以盡可能獲得出色的幾何質量和微觀結構、功能以及工藝精美的焊縫。

　　在金屬家具製造領域，激光焊接的對接接頭一般在激光切割和折彎之後用於(yu) 型材的封邊和子組件的組裝。對於(yu) 這種形狀的接頭來說，要想保證激光焊縫的質量，對接頭的定位和調整尤為(wei) 關(guan) 鍵。為(wei) 此，板材邊與(yu) 邊之間的距離應小於(yu) 0.15mm。

　　搭接接頭可以用於(yu) 家具子組件的組裝，這種形狀的接頭是一種建設性的解決(jue) 方案，非常適合使用激光焊接工藝，並有助於(yu) 開發新的組件從(cong) 而最大化激光焊接技術的生產(chan) 能力。這是因為(wei) 它可以減少對接接頭的數量，有利於(yu) 組件的定位。

　　最後，角接接頭廣泛應用於(yu) 商用家具、辦公或家用家具的組件製造，在封邊處接近完美，從(cong) 而取代膠粘劑或機械接頭，而後者容易被腐蝕。為(wei) 了獲得美觀和表麵光潔的接頭，一般使用激光焊接的傳(chuan) 導模式。已經使用此方法開發了幾個(ge) 示範家具組件，例如衣櫃掛架和不同類型的貨架或門麵裝飾件等。

       為(wei) 了充分展示和量化激光焊接相比較常規電弧焊接工藝的好處， Hydracorte和AIMEN技術中心一起進行了測試，他們(men) 用激光和GTAW焊接了一係列範圍廣泛的樣品，首先是激光焊接試樣，然後是演示組件（圖4），還進行了冶金性能測試和外觀觀測。 

　　激光焊接的優(you) 點

　　與(yu) 以前的焊接工藝相比較，激光技術的主要好處包括：

　　更高的生產(chan) 率。依據不同應用，焊接速度提高了4至8倍。作業(ye) 的精確性， 能精確放置能量點。高重複性。深熔焊接的工件具有小的焦點尺寸和高的功率密度。深熔焊接的焊接熔深比率高。可以焊接具有複雜幾何圖形的接頭以及不同圖案的組件。總的熱作用低（圖5），因而造成的微結構變形非常小，熱影響區也較窄。焊縫的外觀質量高。工件的熱變形最小。焊後操作時間短，成本低。由於(yu) 作業(ye) 距離大，因而具有更高的加工靈活性。

激光焊接與(yu) 電弧焊的填充材料比較

　　需要調整前麵工序的公差（激光切割和折彎）。需要製作特別的焊接工具， 來適應新的激光焊接工藝製作組件的過程。需要更複雜和更精確的焊接工具。可以開發具有創新設計的新組件，使其能適應具有更高靈活性的焊接技術。在這種情況下，成本效益高的激光焊接工藝使得工件的設計要與(yu) 激光技術兼容。正確的設計和激光焊接定位可以獲得無需後處理的高質量焊縫。

　　為(wei) 了發展這個(ge) 新的業(ye) 務領域， Hydracorte目前正在與(yu) AIMEN技術中心合作開發多種與(yu) 不同的激光工藝相關(guan) 的研發項目：

　　ETNA項目：Hydracorte主導的“用激光增材製造具有高附加值的組件”項目， 目的是開發一個(ge) 可選擇定位的激光增材製造係統，以實現零件的工業(ye) 化生產(chan) 。

　　AUTOLAS項目：“靈活並易於(yu) 使用的專(zhuan) 家係統（expert system）的機器人激光係統”。這一項目的主要目的是為(wei) 小型和中型企業(ye) 提供可行的解決(jue) 方案， 以在其車間安裝機器人激光係統，並且保持最低的成本和操作人員要求，而這通常是阻止中小企業(ye) 使用該係統的主要障礙。項目範圍包括開發離線係統，以從(cong) 3D CAD文件獲取機器人程序，以及開發專(zhuan) 家係統，以便讓操作人員通過易於(yu) 使用的界麵引入數據來自動設置激光參數。