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  • 自主新工艺 分析众泰激光焊接的秘密


    发布时间:2017-12-06 16:14:47    您是第57位浏览者


     

    随着激光焊接技术的逐步发展和成熟,其强大的技术优势、成本优势越来越受汽车生产厂家的欢迎。作为汽车品牌的后起之秀, 众泰汽车正在迎头赶上应用激光焊接技术的发展趋势。由于众泰汽车焊装生产线激光焊的成功应用,形成了诸多的技术沉淀,为后续开发车型的使用奠定了坚实基础。



    随着激光焊接技术的逐步发展和成熟,其强大的技术优势、成本优势越来越受汽车生产厂家的欢迎。作为汽车品牌的后起之秀, 众泰汽车正在迎头赶上应用激光焊接技术的发展趋势。由于众泰汽车焊装生产线激光焊的成功应用,形成了诸多的技术沉淀,为后续开发车型的使用奠定了坚实基础。

    作为一项被中国消费者颇为关注的焊接技术,激光焊接的原理是由激光发生器发出的激光束,聚焦在焊丝表面上加热,使焊丝受热熔化,润湿车身上的钢板,填充钢板接头的间隙,形成焊缝最终实现良好的连接。焊接后形成铜焊丝与钢板之间的钎焊连接,铜焊丝与钢板分别为不同元素,其形成的焊接层,为两种不同元素高温后形成的融合。相较于传统的点焊,这种焊接方式焊接质量更好,速度更快,焊接部位强度更高。



    作为大批量工业生产激光钎焊设备的激光发生器,需要满足设备可靠、工艺稳定、模块设计灵活方便的特点。当前众泰汽车激光钎焊选用的是国际知名品牌的激光焊设备,修建封闭的特殊隔离房,进行安全防护,装置除尘系统,使用净化水进行循环冷却,使用光纤快速接头进行切换维护。激光焊设备之间进行网络通讯,及时有效的进行工艺调整。



    众泰激光钎焊系统由主控PLC(主控可编程逻辑控制器)、激光焊接机器人、焊接头、送丝机构、激光器、搬运机器人、激光房、工装夹具等部分组成。



    众泰激光钎焊系统的激光发生器采用了德国IPG公司4000W光纤激光器,配备LaserNet 控制软件。可自行控制激光器各种参数,并可对输出激光进行波形控制,实现对激光器的远程控制。激光发生器严格密封,有严密的安全防护系统,能防止可能发生的激光辐射对工作人员造成的身体伤害。



    德国KUKA公司KUKA/KR420的机器人,承重超过420公斤,负责顶盖定位工装夹具的搬运。



    夹具系统是激光焊接中的重要组成部分,包括顶盖定位夹具、底板定位夹具及固定顶盖激光焊夹具的龙门架。夹具系统在激光房内预留空间,可以满足多种车型激光焊顶盖激光焊的焊接空间要求。

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     激光焊接过程中需要对焊接钢板进行足够稳固的夹紧,所以会设计专门的夹具。激光焊接夹具体积庞大、结构复杂,整体为框式结构,左右车身两侧用夹具型块顶住、定位支撑好以后用汽缸夹紧。上部设计专门的汽车顶盖激光钎焊的定位压紧抓具,使用多个压紧头进行压紧,用机器人抓住顶盖,摆放在车身上,用汽缸夹紧,让车身钢板需要焊接的边沿贴合足够紧密。



    由于激光焊接所产生的激光对人体有一定的伤害,因此所有的反射和散射的激光都需要被封闭在激光焊接车间内,激光房墙壁材质要具有很好的反光效应或吸光效应。一般的激光焊接间选用铝制或者带涂层的钢制,而以铝材质的反光特性为优。操作工装配或者车身自动输入和输出的安全门及安全光栅,用于维修和调试进出的门,激光房监控器2套(含液晶监视器和摄像头),墙体拼合板为铝合金材料。

    激光房设置有两个安全门,供人员及设备出入。安全门的软硬件严格按照设计标准完成,可对安全门的状态进行实时监控,安全门未正常关闭时,激光源无法出光;安全条件不满足时,安全门无法打开。



    此外整个激光焊接区域设置有5个紧急停止按钮, 分别置于安全门旁、激光房内部、机器人控制器上和激光柜上。这些紧急停止按钮可以在紧急状态下停止工位设备的运行,在线监控可以实时监控机器人的作业情况。
    激光钎焊是一项较为复杂的工艺,除了硬件设备,工艺调试也是核心技术。特别是激光光斑的位置、焊丝的送丝速度、激光光源的射入角度等工艺参数。

    一般来说激光光斑并不会完全集中在铜焊丝上,因为这样会对激光器光斑提出极高的要求,对现在应用于车身的激光钎焊来说既没有必要也不划算。一般情况先激光焊光斑约2/3的光斑照射在铜焊丝上,约1/3的光斑照射在车身钢板上。这样在焊丝融合的同时车身钣金也进行了加热。



    加热后的车身钣金区既是激光钎焊的热影响区,对热影响区大小的调试,直接关系的激光钎焊焊缝形成的焊接质量。 光斑位置不满足,容易形成烧穿、虚焊等缺陷。此外送丝速度不满足容易形成过烧和断弧,光源角度不满足容易产生激光反光逼停激光源等问题,因此整个激光焊接工艺都需要精准的调试,才能发挥出其作用。

    为得到完整、外形美观、高质量的焊缝,进行长距离激光钎焊时,综合考虑焊接出丝数据、焊接机器人行走速度、激光光斑位置等工艺参数,一般分三段进行焊接,分别为起弧段、中间段、收弧段进行焊接,每段应用对应的工艺参数,以保障焊接过程的流程和高效。



    当前众泰汽车使用的白车身顶盖激光钎焊技术已经近乎完美,该公司已经开始推广到其下辖的新车型的开发中。逐步使用稳定、高效、成熟的焊接技术研发已经成为众泰提高汽车质量的秘籍。除此之外,众泰汽车已经对车身的四门内板的激光飞行焊技术,进行了引入和验证,并在近期的新车型中运用。

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