激光遠程掃描焊接已正成為替代傳統(tǒng)電阻點焊的一種重要焊接方法。激光遠程掃描焊接系統(tǒng)主要由高功率光纖激光器、掃描振鏡頭、控制器、機器人/機床、焊接工裝等組成。掃描振鏡頭中由電機驅(qū)動的反射鏡可以對光束進行快速定位,同時具有可編程性,可以實現(xiàn)加工區(qū)域內(nèi)對任何焊接形狀進行高速加工。
(圖1 高功率掃描振鏡頭傳輸光路)
與傳統(tǒng)激光焊接相比,激光遠程掃描焊接技術(shù)的主要優(yōu)勢有:1)光路編程,定位精度高、定位時間短、焊接速度快、效率高;2)工作距離長,不會與焊裝夾具干涉、光學鏡片污染少;3)編程靈活,量身定制焊縫形狀優(yōu)化結(jié)構(gòu)強度等。
值得一提的是,機器人與掃描振鏡聯(lián)動,可以實現(xiàn)激光遠程“飛行加工”(Processing-on-the-fly),這是目前最為高效的焊接技術(shù)。由于通過可編程掃描振鏡將激光束極快地從一個焊接位置轉(zhuǎn)移到另一個焊接位置,不會存在光束重新定位的時間損耗,焊接機器人的移動速度通??煊诤附庸に嚨挠行Ъ庸に俣?。如果人們直接觀看整個焊接過程,肉眼將難以跟上焊接“電火花”的移動速度。
圖2 : a , 兩種掃描形式 后物鏡掃描
圖2:b, 兩種掃描形式 前物鏡掃描
掃描振鏡頭有兩種聚焦激光束的方式,一種叫做前物鏡(pre objective scanning),另一種叫做后物鏡(Post objective scanning)。(圖2 兩種掃描形式)
與電阻點焊相比,遠程掃描激光焊接技術(shù)充分發(fā)揮了單側(cè),非接觸式激光焊接帶來的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢,并將其與高速掃描振鏡具有的優(yōu)勢相結(jié)合,大大縮短了焊接時間,在整個焊接流程中提高了總生產(chǎn)效率。激光遠程掃描焊接可有效用于日益增多的汽車零部件焊接。使用遠程掃描焊接,避免將點焊槍從一個焊接位置移動到另一個焊接位置,節(jié)省了相對較長的重新定位時間。應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車白車身焊裝及其零部件的激光連接,如汽車座椅、車門、發(fā)動機罩、B柱、開關(guān)柜、保險杠、儀表盤、氣閥等等。(圖3 為高功率激光遠程掃描焊接試件)
圖3 高功率激光遠程掃描焊接試件 背面, 圖3 高功率激光遠程掃描焊接試件 正面
事業(yè)部“大族-北航激光技術(shù)與自動化應(yīng)用聯(lián)合實驗室配備了先進的高功率激光遠程掃描焊接系統(tǒng),掌握了常見車用材料如鍍鋅鋼板、低碳鋼、高強鋼等的高功率激光遠程掃描焊接工藝技術(shù),以及基于遠程焊接工藝特征的夾具設(shè)計技術(shù),為該設(shè)備在汽車制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
(圖4 為激光遠程掃描焊接汽車車門)
文章來源:大族激光鈑金裝備事業(yè)部
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