LaserHybrid激光復(fù)合焊在大眾和奧迪汽車的應(yīng)用
- 2016-04-27 15:18:00
- sawchina 原創(chuàng)
- 9270
激光-MIG復(fù)合焊工藝
激光焊不僅需要很好的激光源，而且需要質(zhì)量很高的激光束，以確保能夠獲得期望的熔深。高質(zhì)量的激光束可以實(shí)現(xiàn)更小的焦點(diǎn)或更大的焦距。當(dāng)前一般采用功率為4kW的釹YAG激光器，激光通過直徑為600微米的光纖實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)焦ぜ?。釹YAG激光器焊接金屬時(shí)的激光束強(qiáng)度可達(dá)106W/cm2，當(dāng)激光到達(dá)材料的表面時(shí)，該點(diǎn)的溫度迅速升高到揮發(fā)溫度，并形成揮發(fā)孔，焊縫最明顯的特征是具有很高的深寬比。激光焊的熱影響區(qū)非常窄，焊縫的深寬比很高，具有高的焊接速度，但由于焦點(diǎn)直徑很小，所以焊縫橋聯(lián)能力很差。
而電弧焊則是通過弧柱傳輸能量，MIG電弧燃燒的能量密度稍高于104W/cm2。電弧焊的特點(diǎn)在于電源成本低，焊縫橋聯(lián)性好，易于通過填充金屬改善焊縫結(jié)構(gòu)。但電弧焊的能量密度比較低，加熱面積較大，焊接速度相對(duì)較低。
laserHybrid激光復(fù)合焊技術(shù)并不是將激光和MIG電弧焊兩種焊接方法依次作用，而是兩種焊接方法同時(shí)作用于焊接區(qū)。除了電弧向焊接區(qū)輸入能量外，激光也向焊縫金屬輸入熱量。
開始焊接時(shí)需解決表面反射問題，尤其是鋁合金，這時(shí)需采用特殊的開始程序。當(dāng)工件表面達(dá)到揮發(fā)溫度時(shí)，就形成了揮發(fā)孔，這樣幾乎所有的能量都可以傳到工件上。焊接所需要的能量由隨溫度變化的表面吸收率和工件傳導(dǎo)損失的能量來決定。在激光-MIG焊時(shí)，揮發(fā)不僅發(fā)生在工件的表面，同時(shí)也發(fā)生在填充焊絲上，使得更多的金屬揮發(fā)，從而使激光的能量傳輸更加容易。
激光和電弧在不同程度和形式上影響復(fù)合焊的性能（如圖1），激光復(fù)合焊提高了熔深和焊接速度。焊接過程中金屬蒸汽會(huì)揮發(fā)，并且反作用于等離子區(qū)。等離子區(qū)對(duì)激光有輕微吸收，但可以忽略不計(jì)。整個(gè)焊接過程的特性取決于選擇的激光和電弧輸入能量的比例。
焊接效果
經(jīng)濟(jì)性
激光束焊的特點(diǎn)在于熔深大，焊接速度高，熱輸入低，焊縫窄，但焊更厚的材料需要更大激光電源。復(fù)合焊比激光焊更加經(jīng)濟(jì)。激光-MIG復(fù)合焊的焊縫是由激光和MIG焊共同形成的，降低了所需激光束的能量，從而大大降低了激光器的功率。因?yàn)榧す馄鞯男蕛H為3%，因而作用在工件上的激光束能量每降低1kW,則在激光器上降低的能耗就接近35kVA。在歐洲，每增加1kW的激光功率大約需要10萬歐元，如果能用3kW的激光器代替4kW的激光器，投資就可以節(jié)省10萬歐元。當(dāng)然，還要考慮到增加MIG焊電源和激光焊頭所需的費(fèi)用4萬歐元。
由于激光-MIG焊的焊接速度非常高，因此可以降低生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)成本。激光-MIG復(fù)合焊可焊接1～4mm的鋁、鋼和不銹鋼。鋼和不銹鋼的熔透焊接最大厚度只能達(dá)到5mm。對(duì)于鍍鋅板，可使用其方法之一：激光熱絲釬焊。
LaserHybrid在大眾汽車上的應(yīng)用
對(duì)汽車來說，要求車身結(jié)構(gòu)具有高的強(qiáng)度，車門能滿足高速行駛要求。大眾汽車公司要求焊接結(jié)構(gòu)件盡量采用激光焊。因此，激光-MIG復(fù)合焊是一項(xiàng)完美加工方法，大眾的概念車Phaeton D1所有車門都采用激光-MIG復(fù)合焊。車門可使用低密度復(fù)合鋁板、鑄件和冷軋材料，代替厚而重的鋁鑄件，對(duì)裝配間隙要求低，在保證了高堅(jiān)固性能同時(shí)還滿足了重量輕的要求，并且在汽車開動(dòng)時(shí)保持噪音最低。
假如用激光焊（填絲）焊接圖5的工件，這需要夾緊工裝以保證所需的裝配間隙，而增加工裝就存在焊接可達(dá)性問題，因此需要更小尺寸的焊頭。而用LaserHybrid典型的焊接規(guī)范是：2.8m/min焊接速度，4000W的激光源，填絲速度6.6m/min。
激光-MIG復(fù)合焊也可焊接其它類型的接頭，尤其是角接接頭、搭接接頭、對(duì)接接頭。
圖6所示的是Fronius復(fù)合焊頭。該焊頭幾何尺寸小，確保能夠有很好的焊接可達(dá)性，尤其是在焊接車身時(shí)。此外，焊頭具有良好的可拆卸性，便于安裝到機(jī)器人上，以及在焊接過程中焦距和焊炬具有可調(diào)功能，調(diào)整精度為0.1mm。焊接過程中的飛濺會(huì)污染激光頭的防護(hù)玻璃，為了保護(hù)激光系統(tǒng)，在方形玻璃片的兩邊都噴涂了一層防反射材料。
隨著玻璃片的污染程度的增加，會(huì)導(dǎo)致作用在工件上的激光能量逐漸減少，甚至可能降低90%，導(dǎo)致防護(hù)玻璃片的失效，大部分激光被玻璃片本身所吸收，并且產(chǎn)生熱應(yīng)力。焊頭裝有水冷的噴嘴和槍頭,負(fù)載率為250A 100%。
這種焊頭可實(shí)現(xiàn)四種焊接方法：1）激光-MIG復(fù)合焊；2）激光焊（不填絲）；3）MIG/MAG焊；4）激光熱絲釬焊（尤其適合鍍鋅板）。因此，在一個(gè)車門上，laserHybrid系統(tǒng)可全部完成所有焊縫的焊接,即可實(shí)現(xiàn)MIG焊、激光焊、激光-MIG復(fù)合焊,而無需更換設(shè)備。這里順便提一下熱絲激光釬焊，它也是采用MIG焊電源預(yù)熱填充焊絲（不是熔化焊絲），同激光-MIG復(fù)合焊的區(qū)別只是增加了一套軟件。
結(jié)論
激光-MIG復(fù)合焊技術(shù)為汽車工業(yè)提供了一種全新的焊接技術(shù)，尤其是對(duì)于激光束焊無法實(shí)現(xiàn)或在經(jīng)濟(jì)上不可行的裝配間隙較寬的焊接。它具有寬廣的應(yīng)用范圍和高效的特性，同時(shí)減少投資成本、縮短了生產(chǎn)時(shí)間、節(jié)約了生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)率，具有更強(qiáng)的競(jìng)爭力。
激光-MIG復(fù)合焊也提供了一種全新的焊鋁工藝。當(dāng)然這也得益于高效率的YAG激光器問世，保證了焊接過程的穩(wěn)定，從而使此技術(shù)在實(shí)踐中得以應(yīng)用。Fronius公司對(duì)復(fù)合焊技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究。大量的研究表明，將兩種不同的焊接方法融合在一起是可行的，而且可以獲得更為良好的綜合性能，復(fù)合焊同時(shí)也提高了對(duì)各種材料和結(jié)構(gòu)的可焊性、焊接性能以及焊接的可靠性。這在大眾汽車公司鋁合金車（Phaeton D1，AUDI A8）的焊接中得到了應(yīng)用驗(yàn)證。另外可通過調(diào)整不同的焊接參數(shù)，獲得滿足不同焊接需要。如可影響焊縫的形狀和結(jié)構(gòu)組成，通過增加填充金屬可以提高焊縫的橋聯(lián)性，增加焊縫的寬度，減少了焊前的準(zhǔn)備工作。此外，激光-MIG復(fù)合焊大幅提高了焊接效率，并在投資成本上比激光焊要低，焊接可達(dá)性更高，焊接接頭適用性更廣。激光復(fù)合焊還可應(yīng)用在軌道機(jī)車車輛、容器、輪軸等方面。
相關(guān)文章
- [焊接技術(shù)] 車身鋁點(diǎn)焊炸槍的原因及解決辦法！ 2021-01-12
- [故障維修] 焊接設(shè)備故障的檢查方法攻略，趕緊收藏起來吧！ 2020-10-26
- [故障維修] 導(dǎo)電嘴磨損嚴(yán)重的原因及解決辦法 2020-10-19
- [焊接技術(shù)] 焊接時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生橫向裂紋？解決辦法！ 2020-09-19
- [焊接技術(shù)] 螺柱焊接中焊接效果不美觀的技術(shù)分析與解決辦法 2020-07-23
- [焊接技術(shù)] 螺柱焊對(duì)于不同位置焊接的要點(diǎn) 2020-07-14
發(fā)表評(píng)論
熱門產(chǎn)品
社區(qū)新帖
- GBT 19867.4-2008 激光焊接工藝規(guī)程.pdf 2019-12-25
- GBT 2652-2008 焊縫及熔敷金屬拉伸試驗(yàn)方法.pdf 2019-12-25
- GBT 16672-1996 焊縫-工作位置-傾角和轉(zhuǎn)角的定義.pdf 2019-12-25
- GBT 16745-1997 金屬覆蓋層產(chǎn)品釬焊性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法.pdf 2019-12-25
- GBT 17853-1999 不銹鋼藥芯焊絲.pdf 2019-12-25
- GBT 15169-1994 鋼熔化焊手焊工資格考核方法.pdf 2019-12-25
- GBT 15579.5-2005 弧焊設(shè)備安全要求 第5部分 送絲裝置.pdf 2019-12-25
- GBT 15579.7-2005 弧焊設(shè)備安全要求第7部分：焊炬(槍).pdf 2019-12-23
聯(lián)系我們
| 聯(lián)系人： | 韓玉琦 |
|---|---|
| 電話： | 0755-26013200/26013464 |
| 傳真： | 0755-26013188 |
| Email： | saw@sawchina.cn |
| QQ： | 2280915288 |
| 微信： | 18682260315 |
| 旺旺： | szhbkj |
| 地址： | 東莞市鳳崗鎮(zhèn)東深路鳳崗段206號(hào)天安深創(chuàng)谷W2棟誠信大廈21樓 |
底部分享通欄
關(guān)于我們
產(chǎn)品分類
焊接學(xué)院
客戶服務(wù)
-
在線客服
-
關(guān)注微信
-
-
業(yè)務(wù)咨詢
-
人才招聘
-
售后咨詢
-
業(yè)務(wù)咨詢
-
掃一掃關(guān)注微信
