激光釬焊系統
發布時間 : 2018-09-17
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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，采用了激光釬焊系統的汽車安全性被提高許多，為此逐漸的被眾多廠家引進進行生產。
對于一套應用于汽車生產的激光釬焊系統而言，其主要的核心設備就是激光發生器、激光釬焊焊接頭、焊絲輸送系統、焊接機器人系統及工裝夾具。激光釬焊焊接頭作為焊接工作部件，直接影響著焊接質量。
以德國Scansonic公司生產的ALO3(Adaptive Laser Optic)激光釬焊焊接頭為例，介紹其工作原理。
圖1 ALO3激光釬焊頭的基本構成
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，激光從激光器發出，經光纖傳導后被光纖耦合器1耦合，自動對焦模塊2將發散的光束進行準直后轉換為平行光束，準直后的平行光束經過反射模塊3和6的兩次反射后由光學聚焦模塊7聚焦后到達工作面。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公司生產的這套ALO3自適應可調節激光釬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，這給生產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
評價汽車白車身中激光釬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，通常認為接頭是好的。其中的一個拆卸試驗是切下一個 50mm 寬的接頭(采用 CuSi3 為釬料的激光釬焊)，對其進行拉伸，在斷裂之前能承受 1 噸的力則認為滿足要求。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。
激光釬焊主要應用為頂蓋和側圍的連接以及行李箱蓋，大眾幾乎所有車型的頂蓋和側圍連接均采用了激光釬焊，此后其他廠家也紛紛采用激光釬焊技術。
大族激光目前已經掌握車身頂蓋及尾蓋的激光釬焊技術，焊縫質量標準達到或超過個大主機廠的要求，焊接速度為4-7m/min,能夠實現車身30-60JPH的產能需求。目前已經完成了車身車間主焊線激光釬焊工作站所有設計工作，包括頂蓋預裝工位，激光釬焊工位和焊后打磨處理工位，可為客戶提供整體解決方案和交鑰匙工程。
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