已在大批量生產(chǎn)和制造中小尺寸構(gòu)件的汽車制造業(yè)和其他工業(yè)部門得到了卓有成效的應(yīng)用。由于質(zhì)量要求愈來(lái)愈高以及材料價(jià)格的不斷上漲（特別是高級(jí)合金鋼材料），現(xiàn)在對(duì)于以生產(chǎn)件數(shù)少、規(guī)格尺寸大的構(gòu)件和通用組件，采用激光焊接是有利的。而由于在激光光源和激光系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域里的飛速發(fā)展，不斷地出現(xiàn)了高效率的設(shè)備和新的焊接應(yīng)用。人們?cè)诩夹g(shù)上有能力，對(duì)于板材厚度約高達(dá)20 mm的大多數(shù)適宜于焊接的任務(wù)，可以轉(zhuǎn)向應(yīng)用激光焊接。激光的優(yōu)點(diǎn)主要是可以達(dá)到每分鐘好多米的焊接速度，由于熱傳遞距離短、熱影響區(qū)窄，焊接變形就很小，可單層焊接I形焊縫準(zhǔn)備的厚度約達(dá)10 mm的鋼板以及有著焊接新的結(jié)構(gòu)前景，例如焊接遮蓋的T形接口。此外，在板料加工中已用激光切割好的板材正好可用于隨后的加工，由于這種板材有著較高的棱邊質(zhì)量，這為隨后的激光焊接創(chuàng)造了較好的條件。去年高合金鋼的價(jià)格上漲趨勢(shì)也提供了另一個(gè)支持應(yīng)用激光技術(shù)的理由。這意味著：構(gòu)件板材厚度可能的減小，可直接降低產(chǎn)品的價(jià)格。只要能成功，就不會(huì)由于附加的補(bǔ)充加工而失去這種板材厚度的減小。

采用焊縫跟蹤技術(shù)：激光焊接長(zhǎng)的角焊縫

改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)便于激光焊接

一個(gè)來(lái)自設(shè)備制造業(yè)的最充滿活力的企業(yè)利用這種激光焊接工藝，打算高效和低成本地生產(chǎn)它的產(chǎn)品。在這個(gè)工廠里，迄今采用的不銹鋼材料（1.4301）厚度為3 mm和8 mm，用來(lái)制造食品工業(yè)部門的設(shè)備。采用這樣的材料厚度并不是出于構(gòu)件必要的穩(wěn)定性，而其實(shí)是要通過(guò)迄今采用的鎢極氬弧焊（WIG）工藝的焊接技術(shù)，力求盡可能地來(lái)避免以后的補(bǔ)充加工（校直）。為獲得結(jié)構(gòu)和工藝上的支持以及解決設(shè)備設(shè)計(jì)問(wèn)題，Imawis公司已著手開(kāi)展焊接測(cè)試和進(jìn)行零批量生產(chǎn)。

目前，設(shè)計(jì)人員的任務(wù)是把工藝改變?yōu)榧す夂附庸に嚕瑘?jiān)持進(jìn)行試驗(yàn)，并以減少板厚和顯著降低生產(chǎn)費(fèi)用為目標(biāo)，以較小的生產(chǎn)批量和以約1000 mm x 1000 mm x 5000 mm的尺寸生產(chǎn)大型零件。專家們一開(kāi)始就探究以前整個(gè)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)類型，以便得到對(duì)激光焊接技術(shù)來(lái)說(shuō)是最佳的構(gòu)件結(jié)構(gòu)。所以對(duì)于構(gòu)件結(jié)構(gòu)，考慮到插接式結(jié)構(gòu)是可用來(lái)簡(jiǎn)化和精確預(yù)裝配通用組件的一種結(jié)構(gòu)方式。但是，只有當(dāng)接口部位必須不是填隙焊接時(shí)才能有這種結(jié)構(gòu)。

另外一個(gè)認(rèn)識(shí)是，恰恰對(duì)于較大尺寸的零件和較少生產(chǎn)件數(shù)的情況，一個(gè)良好的焊接結(jié)構(gòu)的重要特點(diǎn)在于具有簡(jiǎn)單的焊縫。所以，連續(xù)的直線焊縫應(yīng)該最好是一種具有不同方向的較短的焊縫?？赡艹霈F(xiàn)的公差，可以通過(guò)選擇合適的接口形狀來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，例如一種焊接搭接接口。在構(gòu)件上焊縫位置應(yīng)選擇激光加工頭能很好到達(dá)的部位。這意味著應(yīng)放棄在90度的內(nèi)角處進(jìn)行焊接。如果在焊接過(guò)程中，確保連接板件在焊區(qū)相互重疊在一起，才可以推薦采用搭接連接。同樣，較小的連接橫截面較早是適合于有著較小力傳遞的焊接連接。在現(xiàn)在的情況下，為了改善力的傳遞，把焊縫設(shè)計(jì)成正弦曲線形（采用ILV-掃描系統(tǒng)設(shè)計(jì)焊縫形狀）。如果所采用的激光功率選擇得足夠大，以致使焊縫完全穿過(guò)兩個(gè)連接的板件，可以排除焊接處根部下面的氣體，從而可以避免在搭接連接處的根部里產(chǎn)生氣孔。恰恰在厚鋼板范圍內(nèi)，可供使用的激光功率是可用格言“多多益善”來(lái)表達(dá)。為了有盡可能大的連接橫截面，以顯著地提高力的傳遞，采用角焊縫和I形焊縫是合適的。如果純粹是關(guān)系到一個(gè)結(jié)構(gòu)的密封性和通過(guò)工具僅從一個(gè)側(cè)面給焊縫加負(fù)荷，那么可以采用角焊縫，對(duì)接焊縫或焊接深度較淺的卷邊焊縫。為了確保工藝參數(shù)的可靠性，對(duì)此，進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，并確定了工藝參數(shù)的極限。采用這些工藝參數(shù)，在小批量生產(chǎn)的通用組件上可以高效地激光焊接各種不同的焊縫，焊接時(shí)必須要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。對(duì)于我們?cè)O(shè)備制造廠的情況是，每年必須約生產(chǎn)35種不同結(jié)構(gòu)通用部件的700件板材通用組件。在這些通用組件內(nèi)可以有多種不同的構(gòu)件寬度。同構(gòu)件寬度變化不同，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的變化是較大的挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)涉及到統(tǒng)一確定焊縫類型的技術(shù)規(guī)格，板材厚度配對(duì)和有關(guān)焊接參數(shù)。

現(xiàn)在已經(jīng)較干凈：在焊縫清理之前的已激光焊接好的板材通用組件

夾緊固定的竅門

柔性彎板機(jī)和翻板機(jī)可以同最新一代的激光切割設(shè)備連接起來(lái)。在成形和下料時(shí)，目前可以達(dá)到的公差是很小的，以致為焊縫作準(zhǔn)備時(shí)，在預(yù)裝配的范圍內(nèi)可達(dá)到的間隙為0.2 mm。而對(duì)于有多種不同結(jié)構(gòu)的板材通用組件和較少重復(fù)率的生產(chǎn)情況，費(fèi)用投入較高的夾具在某種情況下促使生產(chǎn)成本走高，以致使激光技術(shù)設(shè)備的采用成為問(wèn)題。在焊接時(shí)構(gòu)件要進(jìn)行的定位，一種選擇是可以借助于鎢極氬弧焊（WIG）工藝來(lái)預(yù)先粘結(jié)（這里是點(diǎn)焊—譯注）板材。對(duì)此，切割下來(lái)的鋼板和同樣已折彎的單個(gè)鋼板在手動(dòng)工作位置進(jìn)行定位、夾持和由手動(dòng)進(jìn)行粘結(jié)。在進(jìn)行的操作中，重要的是相互保持恒定的粘結(jié)距離和可以重復(fù)的粘結(jié)點(diǎn)大小。粘結(jié)點(diǎn)的大小可以通過(guò)裝有可調(diào)整過(guò)程時(shí)間的WIG裝置來(lái)十分靈敏地進(jìn)行控制。人們普遍認(rèn)為：粘結(jié)點(diǎn)愈小，那么對(duì)于焊接就愈好。當(dāng)然，在激光焊接中所出現(xiàn)的焊縫位置的變化必須通過(guò)焊縫跟蹤系統(tǒng)來(lái)識(shí)別，和通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整。使用這種系統(tǒng)（例如采用激光三角測(cè)量法）的基礎(chǔ)是已在上面提及過(guò)，即連接的標(biāo)準(zhǔn)化。由于完滿進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的改變，在這里所介紹的設(shè)備制造廠家在不銹鋼方面的材料節(jié)約（由于材料厚度變?。┛梢赃_(dá)到15 %至20 %。