机器人激光焊接引导汽车制造新方向概要
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激光焊接技术的研究现状及发展趋势一、本文概述激光焊接技术,作为一种先进的焊接工艺,自诞生以来便在多个领域展现出其独特的优势和应用潜力。
本文旨在全面综述激光焊接技术的研究现状,并探讨其未来的发展趋势。
我们将从激光焊接的基本原理出发,分析其在不同材料、不同工业领域的应用情况,总结当前激光焊接技术面临的挑战与问题,并预测其未来的发展方向。
我们还将关注激光焊接技术的创新点和发展热点,以期为读者提供一个全面、深入、前沿的激光焊接技术全景图。
通过本文的阅读,读者可以了解到激光焊接技术的最新进展,以及未来可能的技术突破和应用拓展,为相关研究和应用提供参考和借鉴。
二、激光焊接技术的研究现状激光焊接技术自诞生以来,便以其独特的优势在工业生产中占据了重要的地位。
作为一种高效、高精度、低热输入的焊接方法,激光焊接已广泛应用于汽车、电子、航空、冶金等多个领域。
目前,激光焊接技术的研究现状主要体现在以下几个方面。
激光焊接的工艺研究已经相当成熟。
研究人员通过不断优化激光功率、焊接速度、保护气体等参数,实现了对焊接过程的精确控制。
同时,针对不同材料的特性,研究人员还开发出了多种激光焊接方法,如脉冲激光焊、连续激光焊、激光填丝焊等,以满足不同行业的需求。
激光焊接设备的研究也在不断进步。
随着激光技术的快速发展,激光焊接设备的功率和稳定性得到了显著提升。
同时,设备的智能化、自动化水平也在不断提高,如机器人激光焊接系统的出现,大大提高了生产效率和质量稳定性。
激光焊接过程中的质量控制和检测技术也是当前研究的热点。
通过在线监测焊接过程中的温度、熔池形态等关键参数,可以实时调整焊接工艺参数,保证焊接质量。
同时,无损检测技术的应用也为激光焊接的质量控制提供了有力支持。
然而,尽管激光焊接技术在许多方面已经取得了显著的成果,但仍存在一些挑战和问题。
例如,对于某些高反射率或高导热性的材料,激光焊接的难度较大。
激光焊接的成本较高,也在一定程度上限制了其应用范围。
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究【摘要】激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法,被广泛应用于工业生产中。
本文首先介绍了激光焊接技术的基本原理,包括激光束的生成和聚焦等机理。
接着介绍了激光焊接技术的研究现状,包括其在材料连接、电子器件制造等领域的应用。
结合最新的研究成果,探讨了激光焊接技术在工业生产中的应用前景和发展趋势。
分析了激光焊接技术面临的挑战,如焊缝质量控制、成本降低等问题,并提出了未来的发展展望。
激光焊接技术的不断创新和改进,将进一步推动工业制造领域的发展,为提高产品质量和生产效率提供重要支持。
【关键词】激光焊接技术、研究现状、发展趋势、工业应用、未来挑战、基本原理、总结与展望1. 引言1.1 背景介绍传统的焊接方法存在着一定的局限性,如变形大、焊道狭窄、焊缝不均匀等问题。
而激光焊接技术通过高能密度的激光束,可以实现快速、高精度焊接,避免了传统焊接方法的缺点。
激光焊接技术被认为是未来焊接领域的发展方向。
本文将探讨激光焊接技术的基本原理、当前研究现状、工业生产中的应用情况,以及未来的发展趋势和挑战。
通过对激光焊接技术的深入研究,可以更好地了解这一技术的优势和局限性,为其未来的发展提供有力支持和指导。
2. 正文2.1 激光焊接技术的基本原理激光焊接技术的基本原理是利用高功率密度激光束对工件进行瞬时加热,使其局部熔化并在熔池中实现焊接。
激光光束经过透镜聚焦后在焊接区域形成一个极小的焦点,能量集中,可以快速提高工件表面温度,达到熔化和接合的目的。
激光焊接技术的基本过程包括预热、熔化、混合和冷却四个阶段。
预热阶段是指激光束在焊缝区域加热工件并提高表面温度;熔化阶段是指工件局部熔化形成熔池;混合阶段是指添加适量的填充材料,如焊丝,以填补焊缝;冷却阶段是指熔化部分冷却形成焊接接头。
激光焊接技术具有高能量密度、高效率、精密焊接等优点。
通过调节激光功率、加工速度和焊接参数,可以实现对不同材料的焊接操作,包括金属、塑料、陶瓷等材料。
2024年激光焊接技术市场发展现状引言激光焊接技术是一种利用激光束对金属材料进行精细焊接的技术。
由于其高精度、高效率和无需物理接触等优点,激光焊接技术在制造业中扮演着重要角色。
本文将对激光焊接技术市场的发展现状进行分析和探讨。
市场概况激光焊接技术市场目前呈现出快速增长的态势。
据统计数据显示,全球激光焊接技术市场规模在过去几年里保持了持续增长,预计未来几年内市场规模将进一步扩大。
这主要归因于激光焊接技术在汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械等领域的日益广泛应用。
发展趋势1. 自动化程度提高近年来,随着制造业向智能化、自动化方向发展,激光焊接技术也在不断向自动化程度更高的方向发展。
自动化激光焊接系统的出现使得生产效率大幅提升,同时降低了人工成本和减少了人为误差。
2. 激光焊接技术与机器人技术的结合机器人技术的快速发展也为激光焊接技术的进一步应用提供了巨大机遇。
激光焊接技术与机器人技术的结合可以实现更高级别的自动化和精密焊接操作。
在汽车制造和航空航天领域,机器人激光焊接系统已经广泛应用,提升了生产效率和产品质量。
3. 激光焊接技术的多功能化激光焊接技术不仅可以用于传统金属材料的焊接,还可以应用于其他领域,如塑料焊接、电子元器件焊接等。
通过与不同领域的技术结合,激光焊接技术的适用范围得到了扩大,为市场的发展提供了更多机会。
4. 能源效率的提高传统焊接技术存在能源浪费和环境污染等问题,而激光焊接技术具有高能源转化效率和低能源消耗的特点。
随着环保的日益重视,激光焊接技术的能源效率优势将成为推动其市场发展的重要因素之一。
市场挑战尽管激光焊接技术市场发展前景广阔,但也面临一些挑战。
1. 价格因素限制激光焊接技术设备相对传统焊接设备而言价格较高,因此在初期投资上存在一定难度。
这使得中小型企业难以承担相关设备的成本,限制了其广泛应用。
2. 技术门槛较高激光焊接技术需要经过专业培训和技术熟悉才能正确操作。
由于技术门槛较高,一些中小企业可能面临人才不足的问题。
机器人激光焊接1. 简介机器人激光焊接是一种先进的焊接技术,相比传统焊接方法具有高效、精确和可靠的特点。
机器人激光焊接是将激光作为焊接源,通过控制机器人进行自动化焊接,可以广泛应用于汽车制造、航空航天、电子制造等领域。
2. 原理机器人激光焊接的原理是利用激光束对焊缝进行加热和熔化,然后使焊件之间的材料融合在一起。
激光焊接分为传导传热焊接和深熔焊接两种方式。
2.1 传导传热焊接在传导传热焊接中,激光束直接对焊缝进行加热,然后通过传导热量使焊件熔化并融合。
传导传热焊接适用于薄板或小尺寸焊接,因为较少的热输入可以减少热变形。
2.2 深熔焊接深熔焊接是指激光能量足够高以至于能够穿透焊缝并加热焊缝内的材料,进而形成深度焊接。
深熔焊接适用于焊接厚板或需要高焊缝质量的应用,因为它可以提供更大的热输入。
3. 机器人激光焊接系统3.1 机器人机器人是机器人激光焊接系统的重要组成部分。
机器人的功能是控制激光焊接头的位置和方向,以实现精确的焊接操作。
机器人通常具有多个自由度,可以在三维空间内执行复杂的运动。
此外,机器人还需要具备较高的重复定位精度和运动平稳性,以确保焊接质量。
3.2 激光源激光源是机器人激光焊接系统的核心组件。
激光源产生高能量的激光束,用于加热焊缝。
常用的激光源包括二氧化碳激光器(CO2激光器)和固态激光器。
CO2激光器适用于深熔焊接,固态激光器适用于传导传热焊接。
3.3 光纤传输系统光纤传输系统用于将激光束从激光源传输到焊接头。
光纤传输系统具有较好的柔性和可靠性,并且能够有效地减少激光束的能量损失。
光纤传输系统的设计需要考虑激光功率、光纤直径和长度等因素。
3.4 控制系统控制系统用于控制机器人和激光源的运行。
控制系统通常由计算机和相应的控制软件组成,可以实现焊接参数的调整、路径规划和误差补偿等功能。
通过控制系统,用户可以轻松地完成机器人激光焊接过程的编程和监控。
4. 优势与应用机器人激光焊接相比传统焊接方法具有以下优势:•高效:机器人激光焊接可以实现自动化操作,提高生产效率。
2024年激光焊接技术市场前景分析激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法,其市场前景非常广阔。
本文将对激光焊接技术市场前景进行分析。
1. 激光焊接技术发展现状激光焊接技术已经取得了显著的进展,在各个领域都得到了广泛的应用。
目前,激光焊接技术已在汽车制造、航空航天、电子设备等行业得到了广泛应用,并取得了显著的成果。
随着激光技术的不断进步以及对高质量焊接需求的增加,激光焊接技术有望进一步拓展应用领域。
2. 激光焊接技术市场需求分析随着传统焊接技术在某些特定应用中的局限性得到认识,市场对激光焊接技术的需求不断增加。
激光焊接技术的高精度、高效率、无污染等特点使其成为市场上广受欢迎的焊接解决方案。
根据市场调研数据显示,激光焊接技术市场需求在不同行业中呈现出稳定增长的态势。
2.1 汽车制造行业汽车制造是激光焊接技术的重要应用领域之一。
激光焊接技术不仅可以提高汽车制造过程的效率,同时还可提高产品的质量和可靠性。
激光焊接技术可以实现底盘、车身、发动机等重要零部件的高强度连接,从而提升整车的安全性和性能。
汽车行业的快速发展带动了激光焊接技术的需求增长,预计未来将有更多的汽车制造企业采用激光焊接技术。
2.2 航空航天行业航空航天行业对焊接技术的要求非常严格,需要焊接接头强度高、无缺陷,并满足轻量化要求。
激光焊接技术具有非常高的精度和控制能力,可以满足航空航天行业对焊接质量的要求。
随着全球航空航天市场的不断扩大,激光焊接技术在航空航天行业的应用前景非常广阔。
2.3 电子设备行业电子设备行业对焊接技术的需求也在不断增加。
随着电子设备的小型化和高集成度要求,传统焊接方法往往无法满足需求。
激光焊接技术可以实现微小焊点的精确连接,且不会对焊点周边造成热影响。
这使得激光焊接技术成为电子设备行业首选的焊接方法。
3. 激光焊接技术市场竞争分析目前,激光焊接技术市场竞争比较激烈。
国内外很多企业都在研发和应用激光焊接技术,形成了较为成熟的市场竞争格局。
汽车车身焊接的新技术和发展趋势汽车工业正朝着环保低碳、节省能源、安全性、舒适性和车身轻量化方向发展,焊接技术是汽车制造业中的重要环节,随着许多焊接技术可靠性、经济性和耐久性的提高,带有智能化、数字化、逆变技术的焊机将更广泛地应用到生产中。
激光拼焊板技术、激光复合焊技术、机器人应用技术、中频电阻点焊技术、恒热控制电阻点焊技术、磁脉冲焊接技术、汽车薄板MAG焊技术、压铆连接技术和胶接技术将在汽车车身制造中得到更广泛的应用,能够适应多种车型、经济性好的混流柔性焊装线技术将越来越受到青睐。
1汽车车身焊接的新技术1.1 激光拼焊板技术拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材焊接成一块整体板,再冲压设备落料、拉延、冲孔、整形而形成冲压件,从而达到不同承载不同板厚的设计要求。
拼焊板工艺主要是为汽车行业进行配套服务,尤其在车身零部件生产、制造和设计方面,采用激光拼焊板可以给汽车制造业带来巨大的经济效益。
如车身装配中的大量点焊,焊钳在工件边缘上进行焊接,搭接宽度需要16mm,而激光拼焊板无需搭接,点焊改为激光拼焊技术可以节省钢材。
1.2 激光- MIG 复合焊技术激光焊与电弧焊是两种不同的焊接工艺,激光焊是通过光纤将能量传输到工件上,而电弧焊则是通过弧柱传输能量。
激光焊的热影响区非常窄,焊缝的深宽比很高,具有较高的焊接速度。
但由于焦点直径很小,所以焊缝“搭桥”能力很差。
激光复合焊技术是将这两种焊接技术有机结合起来,激光束和电弧同时作用于焊接区,互相影响和支持,从而获得优良的综合性能,在改善焊接质量和生产工艺性的同时,也提高了效率成本比,为铝车身的焊接提供一种全新的焊接工艺。
激光热丝钎焊可以减少车身焊点数目、优化材料用量、降低零件重量、提高尺寸精度,既降低了板材使用量也提高了车体的刚度,同时降低车身重量,符合汽车轻量化的发展趋势,但是激光焊接系统的高昂价格制约了它的应用。
1.3 机器人应用技术机器人按照在焊装车间的用途可以分为:点焊机器人、弧焊机器人、涂胶机器人、螺柱焊机器人、装配及持件机器人和激光焊接机器人。
焊接机器人在汽车零部件生产中的应用分析摘要:我国科技水平和我国各行业的快速发展,汽车是我国占比较多的交通工具。
自动化焊接的应用逐步成熟,与发达国家之间的差距逐渐缩小,我国汽车焊接自动化逐步向智能化、集成化、柔性化和环保化发展,积极响应了我国节能减排战略目标。
汽车制造企业要积极研发焊接自动化机器人/工作站,实现标准化、流水线操作,在保证焊接精度和美观度基础上,提升焊接环节工作效率;积极更新自动化控制技术,运用PLC系统和虚拟仿真系统开展操作,满足不同标准焊接要求;促进人工智能技术和焊机自动化技术融合,运用传感、AI监测等对焊机过程进行监督,保证焊机自动化加工质量,全面提升汽车焊接自动化技术质量和安全性。
关键词:机器人;汽车车身;焊接技术引言随着当前汽车车型更新换代的加速、整车研发周期的缩短以及汽车轻量化、安全环保化要求的不断提高,车身零部件的柔性自动化焊接生产工艺技术也取得了长足的进步。
因其展现出良好的成本、效率、质量等综合优势,在汽车行业的白车身焊接制造中将会得到更广泛的发展应用。
1汽车车身焊接机器人机构部件焊接机器人控制设备系统是一种功能独立、动作空间大、机动性强、自动控制水平高的焊接操作机构。
在实际的发展过程中具有加工效率高、重复操作精度强、对接质量好的比较重要的工艺特点。
焊接机器人设备对焊接技术的提升起到一定的基础作用。
选用智能焊接机器人,在实际的发展应用过程中,能够使车身焊接线适应柔性水平的基本特征。
一般来说,焊接智能机器人操作机构的组成相对比较简单,然而在实际的应用过程中,需要根据相应的装配要求,进行适应性调整,才能满足功能需求。
针对某型智能机器人,确定了其重量、重复精度、操作台空间等主要的操作指标,其加工产品的尺寸方面,在实际的应用过程中,可选择不同规格的机座或选择特殊夹具进行调整来实现自动化焊接。
智能机器人的控制机构由控制器承担,通过手动操作键盘实现编程。
一般来说,焊接智能机器人有很多功能:比如同步装配焊接,同步镜像焊接,自动轨迹追踪等等。
探析先进焊接技术在新能源汽车领域的应用现状及发展趋势近年来,随着新能源技术的推进与发展,新能源汽车的制造水平也在提高。
作为汽车制造业的重要一环,新能源汽车制造业也已不再满足于传统的焊接技术,取而代之的是新技术的注入。
为此,针对搅拌摩擦焊、冷金属过渡焊接、激光焊接等新兴焊接技术在新能源汽车行业的应用进行分析,并展望了在新能源汽车产业中焊接技术的发展趋势。
1、焊接技术的重要意义新能源汽车与传统燃油车相比,具有较高的安全性、能效和环保性能,其制造涉及多种材料和结构,其中包括铝合金、碳纤维、玻璃钢等轻量化材料和各种电气元件。
在新能源汽车的生产制造过程中,焊接技术是至关重要的一环。
所谓焊接,又称熔接,指通过加热或加压或两者并用使金属间或非金属间或金属与非金属间达到原子间结合的加工工艺。
作为新能源汽车制造中关键的环节,选择合适的焊接工艺对新能源汽车生产有着重要的意义。
结合现代科技发展数据化,自动化,综合化的大趋势,各类新型焊接技术出现并被应用,这极大地提高了焊接水平,使更为优质的焊接产品的出现成为可能。
目前,国内外使用的冷金属转移焊接,激光焊接等新技术促进了新能源汽车制造业的长足进展。
2、激光焊接技术激光焊接技术是一种高能电子束焊接方法,其热源为具有高能量密度的激光束,激光作为一种高能量密度的电磁波,具有高聚焦度、高直线度和高可控性等特点。
在激光焊接过程中,首先将激光能量聚焦到工件表面的焊接区域,将工件表面加热至熔点或汽化点,从而形成熔池。
随后,将需要焊接的工件对准焊接位置,通过合适的加压力和保护气体等条件,将两个工件熔池熔合在一起。
由于其激光对被加工对象的材质、形状、尺寸、加工环境的自由度都很大。
激光的空间控制性和时间控制性容易控制,使得其适合自动化操作,而且基于激光的高能量密度和高聚焦度,激光焊接可以实现高速、高精度、高质量的焊接效果。
目前,激光焊接技术在全世界都有着极高的关注度,无数企业和机构投入相关研究,技术水平发展迅速。
2024年激光焊接技术市场需求分析引言激光焊接技术是一种常用的焊接方法,通过使用激光束来将两个或多个工件连接在一起。
它具有高精度、高效率、无污染等优势,在各行业中得到广泛应用。
本文将对激光焊接技术市场需求进行分析,探讨其市场规模、市场趋势和主要应用领域。
市场规模激光焊接技术市场规模呈现出稳步增长的趋势。
随着制造业的发展以及对产品质量和生产效率要求的提高,激光焊接技术受到了越来越多企业的关注和采用。
根据市场研究报告的数据,2019年全球激光焊接技术市场规模达到了100亿美元,并预计在未来几年内将以年均增长率超过8%的速度增长。
市场趋势1. 自动化程度不断提高随着工业自动化的发展,对激光焊接技术的要求也越来越高。
自动化程度高的激光焊接设备可以实现无人操作,提高了生产效率和产品质量。
因此,市场上对于自动化激光焊接设备的需求不断增加。
2. 环保意识的加强在环保意识提高的背景下,传统焊接方法中常见的气体保护焊接存在着环境污染的问题。
而激光焊接技术不需要使用气体保护,能够减少污染物的排放,因此受到了环保要求严格的行业的青睐,市场需求逐渐增加。
3. 激光焊接应用领域扩大激光焊接技术已经在众多领域得到应用,如汽车制造、航空航天、电子器件等。
随着其优势逐渐被认可,新的应用领域也在不断涌现。
例如,在新能源汽车领域,激光焊接技术能够实现对电池模组的高精度焊接,被认为是一种关键技术,因此未来市场需求将继续增长。
主要应用领域1. 汽车制造激光焊接技术在汽车制造领域得到广泛应用,包括车身焊接、零部件焊接等。
激光焊接能够实现高精度、高强度的焊接效果,提高了汽车的性能和质量,同时减少了焊接成本和时间。
2. 电子器件制造随着电子产品的不断发展,对电子器件的微小化和高可靠性要求越来越高。
激光焊接技术能够实现对微小尺寸器件的精确焊接,保证了产品的性能和可靠性。
3. 航空航天航空航天领域对于焊接质量和可靠性要求极高,激光焊接技术能够满足这些要求。
机器人激光焊接引导汽车制造新方向
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法,在汽车制造中得到广泛应用。
随着科技的进步,镀层钢板、轻金属材料的焊接问题对汽车焊接提出了新的挑战。
汽车焊接过程中的机器人与自动化激光焊接技术使汽车焊接面貌大为改观。
汽车工业的飞速发展,使得激光焊接技术开启了汽车焊接的新时代。
1 激光焊接技术的特点
在汽车制造工艺里,焊接是汽车装配流水线上一道不可缺少的工序。
通常来讲,车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方式。
在零件焊接上,应用到的焊接技术还有闪光焊、电子束焊、电栓焊、脉冲焊、摩擦焊等。
近年来,世界上最新出现了激光焊接技术,并且发展得很快。
与目前传统的点焊工艺不同,激光焊接可以达到两块钢板之间的分子结合,通俗而言就是焊接后的钢板硬度相当于一整块钢板,从而将车身强度提升30%,车身的结合精度同样大大提升。
当然,激光焊接的实际使用意义并不仅于此。
一般来说,车辆在道路上行进时来自地面的颠簸会转换成每分钟上千次的扭曲运动考验车身,如果车身结合精度、强度不够,轻则车内异响频频、噪音大,严重的可能导致安装在车辆上的零部件如变速箱、前后桥的损坏或者车身断裂。
激光焊接的特点是被焊接工件变形极小,几乎没有连接间隙,焊接深度/宽度比高,因此焊接质量比传统焊接方法高。
但是,如何保证激光焊接的质量,也就是激光焊接过程监测与质量控制是一个激光利用领域的重要内容,包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器,通过电子计算机处理,针对不同焊接对象和要求,实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目,通过反馈控制调节焊接工艺参数,从而实现自动化激光焊接。
所以说,激光焊接是一门技术性非常强的先进制造工艺。
2 国外汽车工业机器人激光焊接技术的应用
机器人控制系统是机器人的大脑,是决定机器人功能和性能的主要因素。
工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态、轨迹、操作顺序及动作的时间等,具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。
目前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展,机器人控制器的联网技术使得对机器人生产线的监控、诊断和管理更加便捷。
机器人焊接目前已广泛应用在汽车制造业,汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接。
丰田公司将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。
用这种技术可以提高焊接质量,甚至试图用它来代替某些弧焊作业,同时,在短距离内的运动时间也大为缩短。
该公司推出一种高度低的点焊机器人,用它来焊接车体下部零件。
这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起,共同对车体上部进行加工,从而缩短
了整个焊接生产线长度。
轿车后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等底盘零件大都是以惰性气体保护焊(Metal-Inert Gas Welding,MIG 为主的受力安全零件,主要构件采用冲压焊接,板厚平均为1.5~4 mm ,焊接主要以搭接、角接接头形式
为主,焊接质量要求相当高,其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。
应用机器人焊接后,大大提高了焊接件的外观和内在质量,并保证了质量的稳定性和降低劳动强度,改善了劳动环境。
激光焊接设备的关键是大功率激光器,主要有两大类,一类是固体激光器,又称Nd :YAG 激光器。
Nd :YAG 激光器波长为1.06 mm,主要优点是产生的光束可以通过光纤传送,因此可以省去复杂的光束传送系统,适用于柔性制造系统或远程加工,通常用于焊接精度要求比较高的工件。
汽车工业常用输出功率为3~4 kW 的Nd :YAG 激光器。
另一类是气体激光器,又称CO2激光器,分子气体作工作介质,产生平均为10.6 mm的红外激光,可以连续工作并输出很高的功率,标准
激光功率在2~5 kW 之间。
汽车工业中激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。
德国的Rofin-Sina 公司和Trumpf 公司主要生产CO2激光器,HAAS 公司则主要生产固体(Nd:YAG 激光器,而IPG 公司生产新型的光纤激光器,Laserline 公司生产半导体激光器,形成相互竞争又互相补充的激光技术研发与生产链。
大众汽车、宝马汽车、奔驰汽车和美雅(Meyer船厂是德国应用激光焊接技术的示范企业。
德国的大众汽车已经将激光焊接技术引入中国,并在上海大众和一汽-大众的轿车批量生产线上应用,推动了中国激光焊接技术的应用。
使用输出功率大于4 kW的二极管激发的固体激光器,对于铝合金的焊接具有决定性的意义。
这些系统的光束质量特别好,能够瞬间注入直径为0.4 mm的光纤中。
激光束的聚焦能力极大地依靠于光纤的截面积。
这表明这种新一代的固体激光器的潜力是“点”直径更小,功率密度更高,使人们能够进行以连续波的模式进行焊接。
例如,用于对小型样品和小零件的各种连接,如对接、T 形焊接和搭接进行了研究,零件的材料是AlMgSi0.7(厚度:3 mm 和AlMg3(厚度:1.6 mm 铝合金。
高质量的焊道外形只有在纯粹的连续波状态才有可能。
当使用千瓦级的二极管激发的Nd :YAG 激光器焊接铝时,在很宽的参数范围内都能获得很高的可靠性。
3 机器人激光焊接技术的发展趋势
世界各主要工业发达国家都非常重视发挥焊接研究机构的作用,基本上都形成大学研究所企业的三级研究开发体系。
各主要工业发达国家都成立了焊接研究所,如英国的焊接研究所(TWI、美国的爱迪生焊接研究所(EWI、法国焊接研究所(FWI、日本的连接与溶接研究所(JRWI、乌克兰的巴顿电焊研究所(PEWI、德国亚琛大学的焊接研究所(ISF和德国焊接学会(DVS下属的分布在全国各地的焊接研究与培训中心(SLV等,而韩国的焊接研究中心是设在韩国现代科学技术研究院(KAIST的韩国工业生产技术研究院KITCH 之内。
它们都属于国家级的焊接研究机构。
纵观整个汽车工业焊接现状,不难分析出汽车工业焊接发展趋势为:发展自动化柔性生产系统。
而工业机器人,因集自动化生产和灵活性生产特点于一身,故轿车生产近年来大规模、迅速使用了机器人。
焊接方面,主要使用是点焊机器人和弧
焊机器人。
焊接生产线要高度自动化,广泛采用6自由度机器人,且机器人具有焊钳储存库,可焊装部位不同要求
或焊装产品变更,自动从储存库抓换所需焊钳。
传输装置则已发展为采用无人驾驶更具柔性化感应导向小车。
发展轻便组合式智能自动焊机,焊接由R30型极坐标式机器人和G60肘节式机器人61台进行,机器人驱动由微机控制,数字和文字显示,磁带记录仪输入和输出程序。
机器人动作采用点到点序步轨迹,具有很高焊接自动化水平,既改善了工作条件,提高了产品质量和生产率,又降低材料消耗。
机器人焊接技术未来的研究方向主要有:
1 焊接过程控制系统的智能化。
电子技术、计算机微电子和自动化技术的发展,推动了焊接自动化技术的发展。
特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入,促进了焊接自动化技术革命性的发展;
2 开展最佳控制方法方面的研究,包括线性和各种非线性控制。
最具代表性的是焊接过程的模糊控制、神经网络控制,以及专家系统的研究;
3 焊接柔性化技术。
将各种光、机、电技术与焊接技术有机结合,以实现焊接的精确化和柔性化。
用微电子技术改造传统焊接工艺装备,是提高焊接自动化水平淡的根本途径。
将数控技术配以各类焊接机械设备,以提高其柔性化水平;
4 焊接机器人与专家系统的结合,实现自动路径规划、自动校正轨迹、自动控制熔深等功能;
5 提高焊接电源的可靠性、质量稳定性和控制,以及优良的动感性。
开发研制具有调节电弧运动、送丝和焊枪姿态,能探测焊缝坡开头、温度场、熔池状态、熔透情况,适时提供焊接规范参数的高性能焊机,并应积极开发焊接过程的计算机模拟技术,使焊接技术由“技艺”向“科学”演变。
4 结束语
近些年来,国外汽车工业在机器人激光焊接技术方面的应用及推广起到了积极的推动作用。
针对汽车产品“更轻、更安全、性能更好且成本更低”的发展目标,当前的汽车机器人激光焊接技术正在传统的材料连接概念与方法的基础上迅速地延伸和拓展,并向先进的“精量化焊接制造”的方向发展。
相信不久的将来,我国借鉴国外经验,通过大力开发高效节能的焊接新技术、新材料、新工艺和新设备、应用机器人技术,轻便灵巧的智能设备及计算机和信息技术,国内汽车行业机器人激光焊接技术将会逐步缩短与国外的差距,必将取得更大的进步。