激光飞行焊接技术是近年来出现在国内外市场上的一种新型高效焊接技术,相对于传统的激光焊接工艺技术,激光飞行焊接是通过使用机器人控制激光进行扫描焊接的一种新型工艺,针对多点焊接能够极大提高生产效率。
01.名字由来
焊接,即按照设计要求,将各钣金件焊接起来。冲压车间生产的冲压件只有经过焊点的连接才能够最终形成一个车身的骨架,即白车身。
焊接车间是自动化率极高的车间,其自动化率能达到80%以上。因此,在一个工作单元里要放置多少台机器,如何合理规划每台机器的工作等都需要工业规划软件的帮助。
激光飞行焊接扫描头可以从500mm以外的位置进行激光焊接,在不移动扫描头的情况下,通过扫描镜的运动,可以进行类似光扫描的焊接。此种焊接方式速度快、移动位置精度高,因其扫描头本身的高速焊接以及外在空间的凌空感,所以取名为“飞行焊”。
早在20世纪80年代德国大众汽车制造厂便已采用激光焊接技术实现汽车白车身上顶盖总成与侧围总成、车门总成等工艺连接。激光焊接技术以其强度高、速度快、成本低、密封性和外观质量好等优点被国外及国内合资企业广泛应用于白车身制造中,部分企业更编制对应的标准工艺进行推广。其中,激光熔焊、激光钎焊等相关技术也在车身制造技术发展的推动下普遍应用。
激光飞行焊接技术(Laser Scanner Welding,LSW)的主要优点在于焊接速度快的同时与工件无接触,可以最大限度地消除每段焊接前不断重复定位造成的非生产性时间的浪费,使得激光束在线时间最大化,生产效率得到大幅度提高。
02.激光飞行焊的优势
激光飞行焊可以自定义焊缝形式,优化焊缝焊后强度,增加了设计及工艺的灵活性,可以适用于任何焊接形式、任何焊接方向。同时可以根据工艺要求自定义焊缝分布,能够让焊缝的受力最优化得以完美的实现。激光飞行焊的无接触、灵活的焊缝要求,可使得焊接搭接面更小。采用激光飞行焊可以在一定程度上减少材料成本和降低车身重量,在保证车身制造质量的基础上最大限度的实现轻量化,亦达到环保的效果。
与传统的点焊相比,激光飞行焊接在车门焊接时可以最大程度的减小焊接变形量,有利于后期总成精度的调试,尤其对门盖类精度要求以及匹配功能要求均较高的零件来说,使总成的精度得到保证。
扫描焊接系统可适用于一个工件多处焊接以及定位转换比较困难的状况。针对一些大型不易移动,或者具有复杂曲面外形的工件,可以根据事先编程的路径加工任意的图形单元,通过机械手的快速灵活定位实现高质量、高效率的焊接,焊接加工轨迹具有很大的自由性。
目前在汽车行业运用较多的碟片式光纤传导激光器拥有模块化配置,极高的二极管寿命、优化高效的谐振设计、不惧反射损坏、能量反馈控制以及优秀的光束管理等优势,保证了激光飞行焊技术的可靠性。
03.结语
激光飞行焊技术通过在极短时间内的快速定位,极大地降低了生产节拍,较小的热输入量保证总成焊后产生的变形小,更有利于产品质量的提升。由于其通过机器人手臂与激光扫描仪紧密配合使用,保证在焊接过程中与工件零接触,焊缝位置可实现灵活多变化及大型零件、复杂曲面的快速多点焊接。这样不仅减少了焊接设备的过多投入及使用场地的占用,降低单台生产成本,而且焊接整体效果稳定。
基于上述优势,激光飞行焊技术除了可应用于行李箱盖、车门、座椅板、仪表盘支持件、座椅调整件和座椅架等白车身件上的焊接外,还可在铝合金、镀锌薄板以及电池、塑料等的焊接上得到广泛应用。
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