隨著激光焊接技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受汽車生產(chǎn)廠家的歡迎。作為汽車品牌的后起之秀, 眾泰汽車正在迎頭趕上應(yīng)用激光焊接技術(shù)的發(fā)展潮流。眾泰汽車焊裝生產(chǎn)線激光焊的成功應(yīng)用，形成了諸多的技術(shù)沉淀，為后續(xù)開(kāi)發(fā)車型的使用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

 

作為一項(xiàng)被中國(guó)消費(fèi)者所喜聞樂(lè)見(jiàn)的焊接技術(shù)，激光焊接的原理是由激光發(fā)生器發(fā)出的激光束，聚焦在焊絲表面上加熱，使焊絲受熱熔化，潤(rùn)濕車身上的鋼板，填充鋼板接頭的間隙，形成焊縫最終實(shí)現(xiàn)良好的連接。焊接后形成銅焊絲與鋼板之間的釬焊連接，銅焊絲與鋼板分別為不同元素，其形成的焊接層，為兩種不同元素高溫后形成的融合。相較于傳統(tǒng)的點(diǎn)焊，這種焊接方式焊接質(zhì)量更好，速度更快，焊接部位強(qiáng)度更高。

 

作為大批量工業(yè)生產(chǎn)激光釬焊設(shè)備的激光發(fā)生器，需要滿足設(shè)備可靠、工藝穩(wěn)定、模塊設(shè)計(jì)靈活方便的特點(diǎn)。目前眾泰汽車激光釬焊選用的是國(guó)際知名品牌的激光焊設(shè)備，修建封閉的特殊隔離房，進(jìn)行安全防護(hù)，裝置除塵系統(tǒng)，使用凈化水進(jìn)行循環(huán)冷卻，使用光纖快速接頭進(jìn)行切換維護(hù)。激光焊設(shè)備之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，及時(shí)有效的進(jìn)行工藝調(diào)整。

 

汽車激光釬焊系統(tǒng)由主控PLC（主控可編程邏輯控制器）、激光焊接機(jī)器人、焊接頭、送絲機(jī)構(gòu)、激光器、搬運(yùn)機(jī)器人、激光房、工裝夾具等部分組成。

 

眾泰激光釬焊系統(tǒng)的激光發(fā)生器采用了德國(guó)IPG公司4000W光纖激光器，配備LaserNet 控制軟件?？勺孕锌刂萍す馄鞲鞣N參數(shù),并可對(duì)輸出激光進(jìn)行波形控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器的遠(yuǎn)程控制。激光發(fā)生器嚴(yán)格密封，有嚴(yán)密的安全防護(hù)系統(tǒng)，能防止可能發(fā)生的激光輻射對(duì)工作人員造成的身體傷害。

 

德國(guó)KUKA公司KUKA/KR420的機(jī)器人，承重超過(guò)420公斤，負(fù)責(zé)頂蓋定位工裝夾具的搬運(yùn)。

 

夾具系統(tǒng)是激光焊接中的重要組成部分，包括頂蓋定位夾具、底板定位夾具及固定頂蓋激光焊夾具的龍門架。夾具系統(tǒng)在激光房?jī)?nèi)預(yù)留空間，可以滿足多種車型激光焊頂蓋激光焊的焊接空間要求。

 

激光焊接過(guò)程中需要對(duì)焊接鋼板進(jìn)行足夠穩(wěn)固的夾緊，所以會(huì)設(shè)計(jì)專門的夾具。激光焊接夾具體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整體為框式結(jié)構(gòu)，左右車身兩側(cè)用夾具型塊頂住、定位支撐好以后用汽缸夾緊。上部設(shè)計(jì)專門的汽車頂蓋激光釬焊的定位壓緊抓具，使用多個(gè)壓緊頭進(jìn)行壓緊，用機(jī)器人抓住頂蓋，擺放在車身上，用汽缸夾緊，讓車身鋼板需要焊接的邊沿貼合足夠緊密。

 

由于激光焊接所產(chǎn)生的激光對(duì)人體有一定的傷害，因此所有的反射和散射的激光都需要被封閉在激光焊接車間內(nèi)，激光房墻壁材質(zhì)要具有很好的反光效應(yīng)或吸光效應(yīng)。一般的激光焊接間選用鋁制或者帶涂層的鋼制，而以鋁材質(zhì)的反光特性為優(yōu)。操作工裝配或者車身自動(dòng)輸入和輸出的安全門及安全光柵，用于維修和調(diào)試進(jìn)出的門，激光房監(jiān)控器2套（含液晶監(jiān)視器和攝像頭），墻體拼合板為鋁合金材料。

激光房設(shè)置有兩個(gè)安全門，供人員及設(shè)備出入。安全門的軟硬件嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完成，可對(duì)安全門的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，安全門未正常關(guān)閉時(shí)，激光源無(wú)法出光；安全條件不滿足時(shí)，安全門無(wú)法打開(kāi)。

 

此外整個(gè)激光焊接區(qū)域設(shè)置有5個(gè)緊急停止按鈕， 分別置于安全門旁、激光房?jī)?nèi)部、機(jī)器人控制器上和激光柜上。這些緊急停止按鈕可以在緊急狀態(tài)下停止工位設(shè)備的運(yùn)行，在線監(jiān)控可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器人的作業(yè)情況。

 

激光釬焊是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工藝，除了硬件設(shè)備，工藝調(diào)試也是核心技術(shù)。特別是激光光斑的位置、焊絲的送絲速度、激光光源的射入角度等工藝參數(shù)。

一般來(lái)說(shuō)激光光斑并不會(huì)完全集中在銅焊絲上，因?yàn)檫@樣會(huì)對(duì)激光器光斑提出極高的要求，對(duì)現(xiàn)在應(yīng)用于車身的激光釬焊來(lái)說(shuō)既沒(méi)有必要也不劃算。一般情況先激光焊光斑約2/3的光斑照射在銅焊絲上，約1/3的光斑照射在車身鋼板上。這樣在焊絲融合的同時(shí)車身鈑金也進(jìn)行了加熱。

加熱后的車身鈑金區(qū)既是激光釬焊的熱影響區(qū)，對(duì)熱影響區(qū)大小的調(diào)試，直接關(guān)系的激光釬焊焊縫形成的焊接質(zhì)量。 光斑位置不滿足，容易形成燒穿、虛焊等缺陷。此外送絲速度不滿足容易形成過(guò)燒和斷弧，光源角度不滿足容易產(chǎn)生激光反光逼停激光源等問(wèn)題，因此整個(gè)激光焊接工藝都需要精準(zhǔn)的調(diào)試，才能發(fā)揮出其作用。

為得到完整、外形美觀、高質(zhì)量的焊縫，進(jìn)行長(zhǎng)距離激光釬焊時(shí)，綜合考慮焊接出絲數(shù)據(jù)、焊接機(jī)器人行走速度、激光光斑位置等工藝參數(shù)，一般分三段進(jìn)行焊接，分別為起弧段、中間段、收弧段進(jìn)行焊接，每段應(yīng)用對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)，以保障焊接過(guò)程的流程和高效。

 

目前眾泰汽車使用的白車身頂蓋激光釬焊技術(shù)已經(jīng)日趨完美，開(kāi)始推廣到其下轄的新車型的開(kāi)發(fā)中。逐步使用穩(wěn)定、高效、成熟的焊接技術(shù)研發(fā)已經(jīng)成為眾泰提高汽車質(zhì)量的秘籍。此外，眾泰汽車已經(jīng)對(duì)車身的四門內(nèi)板的激光飛行焊技術(shù)，進(jìn)行了引入和驗(yàn)證，并在近期的新車型中運(yùn)用。