汽车生产用激光钎焊系统设计

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1、AT&M授界汽车生产用激光钎焊系统设计摘要：激光钎焊作为一种新兴的加工技术，因其具备高效、焊缝美观的突出优势，被越来越广泛地应用于汽车制造领域。以某批量生产车型的行李箱盖激光钎焊系统为例，介绍激光钎焊生产线的设计构成，并着重分析激光钎焊系统主要核心设备的技术特点。关键词：汽车激光钎焊系统设计中图分类号：U466文献标识码：A●神龙汽车有限公司技术中心潘波林平从20世纪80年代开始，激光技术开始运用于汽聚焦后的光束照射在填充的焊丝表面上，焊丝被光束车车身制造领域。激光以其光束能量密度极高、加热能量加热，并熔化

2、形成高温液态金属，液态金属浸润范围小、焊缝及热影响区域窄、切割和焊接速度快、到被焊零件连接处，在适当的外部条件下，在界面层深宽比大和焊接变形小等优点，在白车身制造领域得中生成均匀的固溶体及共晶组织，使之与工件问形成到广泛应用。激光钎焊作为激光焊接技术的一种，较良好的冶金结合。即工件问的连接是通过钎焊层实现之熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化，可以获得的，而母材本身不会被激光严重熔蚀损伤，因此焊缝光滑的焊缝表面，这不仅使产品更加美观，还提高了成型美观、质量稳定，焊后仅需简单处理甚至无需处密封性，而且显著提高了

3、焊接区域的强度，大大地提理。激光钎焊是一个独特的焊接>台金过程，除了有光升了整车的安全性能。目前，在国内外的汽车制造和热，在焊接过程中还伴随着特有的声和电荷的产业，激光钎焊主要应用在可视的外围接合件上，如行生。这是因为激光的高能量输入使焊缝上方的环境气李箱上下两部分的接合、顶盖与左右侧围的接合、汽体及因受热气化的金属镀层蒸汽发生了电离，而焊缝车C柱上下两段的接合等。上方的这层电离层被形象地称作等离子云。等离子云对激光有吸收、折射和散射作用，因此一般来说熔池1激光钎焊工艺特点上方的等离子云会削弱到达工件的激光

4、能量，并影响1．1原理光束的聚焦效果，对焊接不利。激光填丝钎焊原理见激光钎焊也称激光填丝钎焊，是在电弧钎焊的基图1。础上发展起来的一种新的局部硬钎焊技术。与激光熔1．2优势及局限性焊不同，其焊接原理并不是直接利用激光束熔化母材激光填丝钎焊作为一种新兴的焊接技术，正在被金属来实现焊接成型，而是利用激光光束作为热源，越来越广泛地应用到生产制造的各个环节中，特别在I8I汽车T艺与材料AT&M2011年第4期lAT＆／i／／界增加了技术成本。再者，激光钎焊为不可见光，危险性大，所以防护等级高，一般需要投入特殊的安全

5、防护设施。但正是因为工作现场的高要求，促进了激光焊接设备向小型化、模块化、高自动化、高稳定性及易维修的方向发展。2激光钎焊生产系统设计2．1生产线构成图1激光填丝钎焊原理a．激光发生器：产生并输出一定波长的激光光束汽车白车身制造领域，激光填丝钎焊已经得到比较成(集成水冷却系统)。熟的应用。b．光纤：负责传导激光器发出的激光束到激光焊近些年来，激光钎焊正在逐渐成为一种替代电接头(为保证设备的正常使用，一般需要有1条备用阻点焊的工艺手段，而倍受人们的广泛关注。与传光纤)。统电阻电焊相比，以搭接焊结构为例，激光钎

6、焊具c．独立焊接工作间：由于大功率激光器的激光射有单面加工、搭边量小(质量减轻)、结构强度增线可对人造成伤害，因此为确保安全焊接需在封闭空加、无电极磨损现象、焊接质量稳定、非接触式加间内进行。工、焊接速度快、焊接变形小等特点。与MIG／MAGd．机器人焊接系统：携带激光焊接头，集成送丝焊及CO，气体保护焊相比，激光钎焊具有热影响区系统，负责按预定焊接轨迹及焊接参数完成焊接。小、零件不易产生热损伤、填充剂熔化后自然浸e．自动化控制电柜：负责各种电气信号处理，协润、熔化带宽、无飞溅等特点，因此可以获得外观调机器

7、人、激光焊接头、激光器和自动化焊接夹具的质量更好的焊缝，且不需要经常更换焊炬、喷嘴，信号交换。可大大降低加工成本。此外，由于激光热源本身能f工装夹具：确保零件装配尺寸，保证焊缝位置量集中，可精确控制和调节热输入，使加热及冷却的重复精度。的时间很短，可获得较高的焊接速度，故更容易实g．抽风系统：焊接时会产生烟雾、有害气体，需现自动化。要安装抽风系统。激光钎焊虽有许多非常突出的优点，但也存在一图2描述的是某批量生产车型的行李箱盖激光钎定的局限性。激光钎焊因为是用激光做热源，而激光焊生产线的主要构成，这条生产线集

8、成了目前比较先经过聚焦后光斑尺寸较小，所以一般焊缝较窄，这就进的激光焊接技术，是某公司引入的第一套激光焊接要求焊接件的装配精度高，且要求光束在工件上的位系统，也是目前国内首例将光纤激光器运用到批量生置不能有显著偏移，若工件装配精度或光束定位精度产中。达不到要求，很容易造成焊接缺陷。其次，激光器及2．2激光钎焊系统核心设备简介其相关系统的成本较高，一次性投资较大。激光焊接从图2可以看到，对于一套应用于汽车生产的激技