在與INPRO的合作中，技術(shù)人員對電阻點(diǎn)焊工藝與激光步進(jìn)線焊工藝進(jìn)行了包括基本的物理技術(shù)性能、零部件使用性能、碰撞性能和經(jīng)濟(jì)性等方面的指標(biāo)對比。評估數(shù)據(jù)顯示，LSS在焊接質(zhì)量上甚至優(yōu)于電阻點(diǎn)焊；在完成相同焊接任務(wù)時(shí)，LSS所需時(shí)間僅為電阻點(diǎn)焊的一半。經(jīng)濟(jì)效益評估結(jié)果表明，如果是800單元全自動(dòng)生產(chǎn)線，三班運(yùn)轉(zhuǎn)，成本可降低6%-10%。
近幾十年來，激光焊接技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成為汽車制造及精密加工行業(yè)焊接技術(shù)中不可分割的一部分。無論是動(dòng)力系統(tǒng)中的精密預(yù)制部件焊接，還是客戶定制板材的生產(chǎn)，都能夠通過激光實(shí)現(xiàn)。然而，要想在普通的車身生產(chǎn)車間使用激光器，可能會(huì)有點(diǎn)困難，這主要是由于激光工藝對夾具的精確度及焊縫追蹤的靈活性有很高的要求，此外還需要配備激光安全房，在現(xiàn)有條件下，這些無疑都成為應(yīng)用激光焊接工藝的障礙。
更高的二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)意味著生產(chǎn)商必須進(jìn)一步降低車體重量。為了達(dá)到減重目的，在降低法蘭寬度的同時(shí)，人們開始使用高強(qiáng)鋼和鋁合金材料。在該應(yīng)用領(lǐng)域中，激光步進(jìn)線焊機(jī)（LSS）為用戶提供了除標(biāo)準(zhǔn)激光焊接（如遠(yuǎn)程激光焊接）及標(biāo)準(zhǔn)電阻點(diǎn)焊之外的新選擇。LSS與IPG高效光纖激光器相結(jié)合，使用戶在朝著“節(jié)能省錢“的目標(biāo)前進(jìn)一大步。
關(guān)于激光步進(jìn)線焊機(jī)（LSS）
LSS，也就是我們所說的“IPG激光步進(jìn)線焊機(jī)”，兼具多重優(yōu)勢，能夠極大地簡化激光技術(shù)在車身生產(chǎn)車間內(nèi)的應(yīng)用。使用LSS時(shí)，將需要接合的板材置于兩個(gè)夾片之間，先用可控制的力（≤3 kN）壓合，然后在一個(gè)集成的激光屏蔽外殼內(nèi)將工件焊接在一起。擺動(dòng)焊縫最長可達(dá)40mm。擺動(dòng)頻率、焊接速度及焊接長度均可通過編程控制及調(diào)整。通常情況下，產(chǎn)生的焊接煙塵都會(huì)處于上方壓力元件的屏蔽之內(nèi)，受到壓縮空氣的抑制，并被抽離到旁邊的專用儀器內(nèi)。在焊接不銹鋼、鋁或是鈦時(shí)（如圖1所示），可以使用保護(hù)氣體，確保表面清潔，防止氧化。
LSS用于白車身鈑金件的焊接
如今，高強(qiáng)鋼在車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛，與此同時(shí)，生產(chǎn)商對于接合區(qū)域焊點(diǎn)剛度的要求也越來越高，在很多情況下，傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊工藝已經(jīng)很難滿足要求，其中一個(gè)原因是電阻點(diǎn)焊對焊點(diǎn)間距有一定的限制，另一個(gè)原因是較高的熱輸入會(huì)對材料產(chǎn)生不良影響。我們來看一個(gè)例子。Volkswagen Golf VII車身所采用的接合工藝使接口具有很高的強(qiáng)度，這樣能提供很多優(yōu)勢，如圖2所示的A柱三角窗，以及B柱與門檻的交叉連接。
在焊接三角窗時(shí)，增加連接處的強(qiáng)度是很重要的。此外，在焊接B柱與門檻的交叉連接時(shí)，LSS還能夠縮短加工時(shí)間，用9條激光焊縫代替26個(gè)電阻點(diǎn)焊形成的焊點(diǎn)。在車頂焊接中，4條擺動(dòng)激光焊縫可以代替10個(gè)電阻點(diǎn)焊形成的焊點(diǎn)（如圖3所示）。
激光點(diǎn)焊在焊接外面板及懸掛零件時(shí)還有獨(dú)特的優(yōu)勢。這些應(yīng)用的特點(diǎn)是焊縫長度較小，所使用的光纖激光器具有更好的光束質(zhì)量，通常激光器功率小于1 kW。在該應(yīng)用中，可以使用所謂的“微步焊接”，長度不超過12 mm，而且焊縫位置可以非?？拷懈钸吘?。
使用“微步焊接”時(shí)，法蘭寬度只要6 mm，這一點(diǎn)對于敏感構(gòu)件特別重要，例如圖5所示的車窗上邊框。與傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊工藝不同的是，在使用激光焊接工藝時(shí)，板材只需要在焊接之前固定，而且在加工之前或之后不會(huì)變形。另外，在使用電阻點(diǎn)焊工藝時(shí)，電極頭對材料形成的壓力會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)周圍區(qū)域的材料產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)而造成整個(gè)部件變形。在這一點(diǎn)上，無作用力的的激光焊接工藝具有顯著優(yōu)勢。
對于那些焊縫數(shù)量較少，或是可變性較高的部件而言，手持式LSS3系統(tǒng)是最佳選擇。在這類應(yīng)用中，借助關(guān)節(jié)臂和平衡器，一名操作員就可以輕而易舉地將激光焊槍（重量：38 kg）移動(dòng)至所需的焊接位置（如圖6所示），然后進(jìn)行手動(dòng)焊接。伺服器驅(qū)動(dòng)焊槍閉合，將兩個(gè)部件通過夾緊力壓合在一起，隨后觸發(fā)激光器，根據(jù)設(shè)定完全熔透所需的激光功率進(jìn)行自動(dòng)焊接。
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