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鐳射釺焊系統

發佈時間 : 09/17/2018 瀏覽次數 : 177
奧迪公司公布的8月份銷量數據顯示:奧迪汽車8月銷量有較大幅度的增長,不止奧迪其實全球對于汽車的需求一直在增長。對于只會越來越龐大的汽車市場來說,現在除了考慮汽車的價格之外,更多的用戶考慮到了安全性的問題,采用了鐳射釺焊系統的汽車安全性被提高許多,爲此逐漸的被衆多廠家引進進行生産。

對于一套應用于汽車生産的鐳射釺焊系統而言,其主要的核心設備就是鐳射發生器、鐳射釺焊焊接頭、焊絲輸送系統、焊接機器人系統及工裝夾具。鐳射釺焊焊接頭作爲焊接工作部件,直接影響著焊接質量。

以德國Scansonic公司生産的ALO3(Adaptive Laser Optic)鐳射釺焊焊接頭爲例,介紹其工作原理。

 
圖1 ALO3鐳射釺焊頭的基本構成
1-光纖耦合器;2-自動對焦模塊;3-反射模塊;4-旋轉動作控制塊;5-監視模塊;6-二次反射模塊;7-光學聚焦模塊;TA-縱向伸縮臂;KS-壓力傳感器;STRG-自動控制模塊

如圖1所示,鐳射從鐳射器發出,經光纖傳導後被光纖耦合器1耦合,自動對焦模塊2將發散的光束進行准直後轉換爲平行光束,准直後的平行光束經過反射模塊3和6的兩次反射後由光學聚焦模塊7聚焦後到達工作面。整個焊接過程可以通過監控模塊5進行全程監控,縱向伸縮臂TA通過自動控制模塊STRG與自動對焦模塊關聯,實現自動對焦,安裝在伸縮臂上的壓力傳感器KS通過STRG與旋轉動作控制模塊4關聯,實現焊縫跟蹤。焊縫跟蹤及自動對焦原理見圖2。

德國SCANSONIC公司生産的這套ALO3自適應可調節鐳射釺焊鏡頭擁有較大的自由度,能適應多種不同形狀焊縫的焊接,這給生産調試工作帶來了極大的方便,大大地縮短了調試周期,也使得焊接質量更容易得到保證。

 
圖2 焊縫跟蹤原理圖
評價汽車白車身中鐳射釺焊卷對接接頭質量的方法通常是拆卸試驗。一般采用拉伸夾具、錘子和鑿子,使焊接接頭受力直至破壞。如果破壞發生在母材而不是焊縫,通常認爲接頭是好的。其中的一個拆卸試驗是切下一個 50mm 寬的接頭(采用 CuSi3 爲釺料的鐳射釺焊),對其進行拉伸,在斷裂之前能承受 1 噸的力則認爲滿足要求。此外,還從焊縫結合情況進行評價。垂直于焊縫進行切割,對焊縫橫截面進行顯微分析,確定裂紋和氣孔發生的位置以及熔深和熔寬。

鐳射釺焊主要應用爲頂蓋和側圍的連接以及行李箱蓋,大衆幾乎所有車型的頂蓋和側圍連接均采用了鐳射釺焊,此後其他廠家也紛紛采用鐳射釺焊技術。

大族激光目前已經掌握車身頂蓋及尾蓋的鐳射釺焊技術,焊縫質量標准達到或超過個大主機廠的要求,焊接速度爲4-7m/min,能夠實現車身30-60JPH的産能需求。目前已經完成了車身車間主焊線鐳射釺焊工作站所有設計工作,包括頂蓋預裝工位,鐳射釺焊工位和焊後打磨處理工位,可爲客戶提供整體解決方案和交鑰匙工程。


 
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