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ka2012

2015-02-28 20:05

激光掃描焊技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

摘要：在中國，汽車產(chǎn)業(yè)注定是一個朝陽產(chǎn)業(yè)，提高汽車制造能力的裝備就顯得猶為重要。車身制造中所采用的激光掃描焊效率高于點焊和激光焊，通過可控編程和示教用線性激光的輔助，可實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接。文章介紹了激光掃描焊原理，并示例轎車采用的激光掃描焊過程。（注：掃描焊、遠程焊和飛行焊接指的是同一種激光焊接方法。）
關(guān)鍵詞：激光掃描焊；原理；系統(tǒng)；汽車；應(yīng)用

1.汽車行業(yè)的發(fā)展及激光應(yīng)用

我國汽車市場將保持快于全球市場的增速，產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界首位。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴大，我國將從汽車大國轉(zhuǎn)變?yōu)槠噺妵?

激光技術(shù)，是本世紀(jì)最重大的發(fā)明之一，激光在剛誕生不久就被人稱為“解決問題的工具”，激光技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域具備巨大的市場潛力。

在“柔性制造”方式被大力推廣的今天，汽車工業(yè)領(lǐng)域面臨著一次變革。汽車零部件產(chǎn)業(yè)正由大批量生產(chǎn)到小批量、多樣化的生產(chǎn)方式過度，以市場為導(dǎo)向的制造方式逐步普及，“Production Line”正被“Production Station”所取代，激光的空間控制性和時間控制性很好，能夠迅速適應(yīng)多種材料、多種形狀和尺寸，特別適用于柔性加工，因此激光將在這一變革中發(fā)揮重大作用。

2.激光遠程焊接的特點

大眾汽車走在激光遠程焊技術(shù)應(yīng)用的前列。就在帕薩特汽車后窗臺板成功運用激光遠程焊之后，激光掃描焊工藝及其系統(tǒng)在2005年被廣泛應(yīng)用于大眾汽車公司的系列產(chǎn)品中。從2007年初開始，后續(xù)的奧迪A4利用激光掃描焊，每天可生產(chǎn)1800扇車門。同時，通過優(yōu)化內(nèi)部通訊，大眾汽車實現(xiàn)了激光掃描焊系統(tǒng)的光束共享和分化，從而有效提高了激光的利用率。

1）.可實現(xiàn)長焦距、大范圍焊接。

實現(xiàn)500mm以上的激光焊，這是常規(guī)激光焊無法實現(xiàn)的。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜而又無法接近的加工件來說，激光遠程焊給出了完美的答案——相比于燈泵浦激光器25mm.mrad的光束質(zhì)量，激光遠程焊的碟片激光器可達到8mm.mrad；激光遠程焊接可避免焊接過程中飛濺、煙塵對激光頭的損傷，有助于延長使用壽命，從而降低使用成本；

2）.激光遠程焊速度快。

在原機器手臂的移動速度下，還可利用激光頭內(nèi)部振鏡的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)發(fā)射光束的高速加工。常規(guī)點焊2s才能實現(xiàn)一個焊點連接，而使用激光遠程焊，1s就可實現(xiàn)3~4個焊點連接。

BMW公司在轎車某個部件上比較三種焊接方法所耗時間，該工件需要焊接的部位達20多個（見圖1），統(tǒng)計時間如表1所示。

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圖1 BMW轎車某工件焊點分布圖