【文章內(nèi)容簡介】 種方式并不熔化工件本身，而是利用激光的熱效應熔化焊絲，并將其填充到所需焊接的兩個工件之間，其優(yōu) 點在于焊縫美觀，產(chǎn)生的熱變形小，汽車頂蓋的焊接多采用此種方式。下面結(jié)合實例來具體說明上述焊接方式。 【 3】 汽車頂蓋激光釬焊技術： 汽車頂蓋激光釬焊技術是最早應用于車身加工的激光工藝，其原理為利用激光將焊絲（一般為銅硅合金）熔化并填充到頂蓋與側(cè)圍工件的縫隙中，不但起到連接的作用還可以進行密封。激光源采用 YAG 連續(xù)型激光發(fā)生器，最高輸出可達 4kW，由于焊絲的熔點相對鋼板要低，所以選擇激光的輸出功率范圍為（ ～ 2） kW，在熔化焊絲的同時，保證頂蓋和側(cè)圍不產(chǎn)生熱變形。激光采用柔性的光纜傳輸，可以使激光發(fā)生器與焊接工位分開，避免設備受到損傷。根據(jù)焊絲直徑的大小，在焊接端利用光學鏡頭改變激光聚焦的光斑大小使之相互匹配，如焊絲直徑為 ，將激光聚焦的光斑直徑調(diào)整為 ，使激光 最大限度地作用于焊絲上。焊接過程中由機器人帶動自適應式焊接鏡頭 見圖 1， 圖 1 由機器人帶動自適應式焊接鏡頭 轉(zhuǎn) 動軸帶動伸縮臂在水平方向 上轉(zhuǎn)動，而伸縮臂自身可以在垂直方向移動 見圖 2。 5 圖 2 伸縮臂自身可以在垂直方向移動 由于焊絲具有一定的強度，可以在焊接過程中作為導向指針，整個伸縮臂由焊絲導向運動軌跡，這樣就彌補了焊接工作站如圖 3 所示， 圖 3 焊接工作站示意圖 整個系統(tǒng)采用 PLC（可編程邏輯控制器）編程控制，機器人帶動鏡頭移動至焊接起始點，使焊絲切入焊縫，壓縮空氣打開，此時機器人控制器向激光發(fā)生器與送絲機發(fā)出指令，保證激光發(fā)射與送絲同步進行。焊絲被熔化后填入縫隙，經(jīng)冷卻形成光滑平整的焊縫，焊接速度可達 2m/min。焊接過程中使用保護氣體（氬氣或氮氣），可避免焊縫周邊工件被氧化，使焊縫視覺效果更加美觀。 穿透焊的過程與釬焊有所不同，激光在兩層鋼板上進行穿 透焊接，無焊絲填充，機器人帶動鏡頭按照預先編定的軌跡直接焊接，無需導向裝置。穿透焊采用激光功率為 4kW，遠高于釬焊。因為焊接中需要熔化工件，所以在焊縫的兩端需要設置功率 6 斜坡，即在焊接起始時，功率在 30ms 內(nèi)從 1kW 線性增加至 4kW，結(jié)束時功率在 30ms內(nèi)從 4kW 降到 1kW。這樣做的優(yōu)點在于避免在起弧和收弧時將鋼板焊穿，形成小洞，從而影響焊接質(zhì)量。 為了防止銹蝕，大眾汽車的白車身均采用雙面鍍鋅鋼板。由于鋅的沸點（ 907℃ ）遠比鋼鐵（ 2590℃ ）的沸點低，因此在焊接時，表面的鋅會首先汽化。如果兩層鋼板貼得非常 緊密，汽化后的鋅蒸汽無法排出，冷卻后將存留在焊縫中，這樣會大大降低焊縫的強度，影響焊接質(zhì)量。因此，焊接前應先將工件沖出高度為 ～ 的小坑，以保證工件之間有足夠的縫隙排出鋅蒸汽。由于飛濺大，穿透焊的焊縫相對于釬焊更粗糙，但是強度比普通點焊要強得多。 如今，激光焊接應用于汽車白車身已經(jīng)成為一種趨勢，采用激光焊接不僅可以降低車身重量、提高車身的裝配精度，同時還能大大加強車身的強度，在用戶享受舒適的同時，為其提供更高的安全保障。 【 4】 激光焊接的主要優(yōu)缺點： 優(yōu)點： （ 1） 、可將入熱量降到 最低的需要量，熱影響區(qū)金相變化范圍小，且因熱傳導所導致的變形亦最低。 （ 2） 、 32mm 板厚單道焊接的焊接工藝參數(shù)業(yè)經(jīng)檢定合格，可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用。 （ 3） 、不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程，機具的耗損及變形接可降至最低。 （ 4） 、激光束易于聚焦、對準及受光學儀器所導引，可放置在離工件適當之距離，且可在工件周圍的機具或障礙間再導引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發(fā)揮。 （ 5） 、工件可放置在封閉的空間（經(jīng)抽真空或內(nèi)部氣體環(huán)境在控制下）。 （ 6） 、激光束可聚焦在很小的區(qū)域，可焊接小型且間隔相近的部件， （ 7） 、可焊材質(zhì)種類范圍大，亦可相互接合各種異質(zhì)材料。 （ 8） 、易于以自動化進行高速焊接，亦可以數(shù)位或電腦控制。 （ 9） 、焊接薄材或細徑線材時，不會像電弧焊接般易有回熔的困擾。 （ 10） 、不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精確的對準焊件。 （ 11） 、可焊接不同物性（如不同電阻）的兩種金屬 7 （ 12） 、不需真空，亦不需做 X 射線防護。 （ 13） 、若以穿孔式焊接，焊道深一寬比可達 10:1 （ 14） 、可以切換裝置將激光束傳送至多個工作站。 缺點 ： （ 1） 、 焊件位置需非常精確，務必在激光束的聚焦范圍內(nèi) （ 2） 、焊件需使用夾治具時，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點對準。 （ 3） 、最大可焊厚度受到限制滲透厚度遠超過 19mm 的工件，生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接。 （ 4） 、高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會受激光所改變。 （ 5） 、當進行中能量至高能量的激光束焊接時，需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅(qū)除，以確保焊道的再出現(xiàn)。 （ 6） 、能量轉(zhuǎn)換效率太低，通常低于 10%。 （ 7） 、焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。 （ 8） 、 設備昂貴。 激光焊接設備 激光焊接設備的關鍵是功率激光器，主要有兩大類：一是固體激光器，又稱Nd:YAG 激光器。 Nd（釹）是一種稀土族元素， YAG 代表釔鋁柘榴石，晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石相似。 Nd:YAG 激光器波長為 ，優(yōu)點是產(chǎn)生的光束可以通過光纖傳送，因此可以省去復雜的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制造系統(tǒng)，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業(yè)常用輸出功率為 34 千瓦的 Nd:YAG 激光器。 另一類是氣體激光器，又稱 CO2 激光器，分子氣體作工作介質(zhì)，產(chǎn)生平均為 的紅外激光，可以連續(xù)工 作并輸出很高的功率，激光功率在 25 千瓦之間，目前已有 20 千瓦在實驗運用。 【 5】 3 激光焊接在大眾邁騰車身制造中的應用 目前一汽大眾公司在 Audi C Golf A寶來、速騰、邁騰、 Model X 等幾乎所有品牌的車型制造過程中，均不同程度地采用激光切割、激光熔化焊接和激光復合焊接等先進的制造技術 .下面就詳細介紹一下激光焊接技術在邁騰車身制造中的應用。邁騰的激光焊縫長達 42m，保證了其整體尺寸的精確性、車身強度和剛性。邁騰的激 8 光焊接主要是在車身的頂蓋和側(cè)圍的連接、底板不等厚板的拼接、車門內(nèi)板不等厚板的 拼接、底板與側(cè)圍、后圍板、前后風窗口以及門框等連接處。在外觀上，采用激光復合釬焊的車頂只有一條細致平滑的焊縫，直接作為外表面而增加了車身的流線視覺效果。而采用傳統(tǒng)點焊工藝的車頂則有兩條橡膠密封條。 邁騰車身激光切割技術的特點 用激光將不同厚度、不同材質(zhì)、不同或相同性能的幾塊薄板拼焊起來，再沖壓成形。不但提高了板材利用率（由 40%～ 60%提高到 70%～ 80%），而且減輕了車身重量，提高了車身結(jié)構(gòu)的綜合力學性能。激光拼焊是在車身設計制造中，根據(jù)車身不同的設計和性能要求，選擇不同規(guī)格的鋼板，通過激光裁剪 和拼裝技術完成車身某一部位的制造，例如邁騰前擋風玻璃框架、車門內(nèi)板、車身前底板等處均采用激光拼接技術。激光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量、減少點焊數(shù)目、優(yōu)化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等優(yōu)點。 邁騰車身激光熔焊焊接方法的特點 就點焊本身而言，焊點的強度可以很高，但沒有焊點的部分還是斷續(xù)分離的，在車身整體強度方面要比焊接成一體的激光