【精品】激光焊接技术在汽车座椅制造中的应用
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汽车座椅激光焊接工艺研究介绍作者:吴纯浩来源:《科学与财富》2018年第21期摘要:随着汽车工业的快速发展,人们对于汽车座椅的安全性和舒适性的要求也随之提高。
另外,座椅的调节又影响着乘客乘坐的舒适度,可根据不同乘客需求适当进行调整。
以往汽车座椅采取的焊接工艺大都是点焊、弧焊技术,其中点焊技术存在显著缺陷,比较容易变形、一般情况下,点焊预留空间都会比较大,而且焊接速度过于缓慢,由此可见,以往的传统焊接方式根本无法契合现代汽车工业发展的实际应用需求。
反观现在兴起的激光焊接技术则完全不存在以上缺陷。
所以这个激光焊接被广泛应用于汽车工业领域。
关键词:汽车座椅;激光焊接1激光焊接的原理激光焊接使用激光作为焊接的热源。
它使用光学振荡器激发具有诸如电能和化学能等一次能量的某些固体,液体或气体介质,以产生几乎相同相位和接近通用波长的光束。
这些光线具有相同的相位并具有单一波长。
因此,差角非常小,可以长距离传播,因此可以集中使用。
当激光束的功率密度足够大时,激光束照射下的金属表面迅速升温,沸点可以在很短的时间内达到并蒸发。
当金属蒸汽以一定的速率离开金属浴的表面时,会产生额外的应力以抵消熔融金属,导致其下沉,形成小坑。
随着加热的进行,槽逐渐形成。
当激光束移动时,熔融金属通过小孔前面的小孔向后流动并在凝固后形成焊缝(见图1)。
焊缝的深度取决于激光功率密度。
当使用的激光功率密度低时,穿透深度小,深度和宽度相对较小。
当激光功率密度较高时,穿透深度较大,纵横比也较大。
此时,形成较深的焊缝比较容易。
目前许多焊接工艺,包括座椅,都使用这种激光焊接技术。
如图2所示。
根据激光焊接原理,单个激光焊接是一种自熔焊接的焊接工艺。
这种焊接工艺需要焊接件的高安装距离,并且必须实现深熔焊接所需的激光器。
功率密度高,因此焊接成本相对较高,并且存在一些限制。
经过研究人员的不断探索,激光焊接已被结合到激光复合焊接中。
原理如图2所示。
当激光器向焊缝金属供热时,电弧也将能量注入焊接区。
汽车座椅轻量化结构设计与优化摘要:随着汽车总保有量的不断增加,汽车与能源、环保之间的矛盾己成为制约汽车产业可持续发展的突出问题。
面对低碳时代的到来和节能减排的巨大压力,汽车轻量化是解决这一问题最有效、最现实的途径之一。
从而推动了新材料新工艺在汽车工业中的应用和发展。
其中,尤为引人注目的是铝合金在汽车轻量化中的应用和发展。
本文从座椅骨架材质轻量化、结构优化设计及成形工艺分析等方面入手对汽车座椅进行了轻量化设计研究。
关键词:汽车座椅;轻型化;结构设计;铝合金;低压铸造随着汽车总保有量和新增量的不断增加,汽车耗油量及汽车二氧化碳、有害气体及颗粒的排放量也在快速增加。
在能源日益紧缺,环境同益恶化的今天,这种矛盾己成为制约汽车产业可持续发展的突出问题。
面对能源危机和低碳环保的巨大压力,解决这一矛盾最有效、最现实的方法之一,也是当今世界汽车工业发展的潮流,就是实现汽车的轻量化。
1.汽车轻量化概念汽车轻量化(Lightweight of Automobile)就是必须在保证汽车使用性能,如强度、刚度和安全性的前提下,降低汽车的重量,从而提高汽车的动力性能,燃油经济性,并且降低废气污染。
汽车轻量化并不只是简单地降低汽车重量,还包含了许多新理论、新材料、新工艺。
根据美国铝协会研究,若汽车整车重量降低10%,其燃油效率可提高6%~8%;汽车整车重量每减少100kg,其百公里油耗可降低O.3~0.6L,二氧化碳排放量可减少约59/km。
总的来说,实现汽车轻量化主要有2种途径:一是利用有限元方法,拓扑优化方法改进汽车整车结构及零部件结构,实现结构件材料分布最优化;二是利用各种轻量化材料,包括高强度钢板材料和轻质材料。
结构轻量化设计就是利用有限元法和现代优化设计方法进行结构分析和结构优化,以减轻汽车车身、各零部件如发动机、承载件件和内饰件的重量。
结构优化设计即在保证产品达到某些性能目标(如强度、刚度)并满足一定约束条件的前提下,改变某些设计变量,使结构的重量最轻,这不但节省了材料,也便于运输和安装。
汽车座椅骨架激光自动焊接工艺分析及控制摘要:汽车座椅是由多种不同结构的支架构成,由于汽车座椅焊缝分布多,焊缝质量要求高,产品要求节拍快,因此对其能自动焊接提出了更高的要求。
由于汽车座椅焊缝分布多,焊缝质量要求高,产品要求节拍快,因此对其能自动焊接提出了更高的要求,根据对汽车座椅支架焊接的操作过程进行分析,传统的焊接方式来说已经无法满足目前汽车工业的发展需求。
而新兴的激光焊接技术有效的改善传统焊接方法产生的缺陷。
关键词:汽车座椅支架; 激光焊接;激光远程焊; 焊接机器人采用机器人对座椅支架进行激光焊接,能够保证焊接过程更加稳定,并且通过激光参数优化,可以减少焊接飞溅,焊缝外形成形美观,并能有效解决焊接气孔、裂纹等缺陷,并且采用激光焊完成的座椅支架生产不仅能够满足产品技术的需求,而且还能够有效的克服传统人为操作中出现的问题。
另外,激光焊座椅焊缝成型的产品不仅具备美观的外形,而且具有稳定可靠的质量,以及更高的生产效率。
一、焊接机器人发展趋势据调查发现,工业机器人在不同焊接技术在各领域的应用,达到了50%的全球工业机器人的使用量。
截止到今天的统计数据可以看出,全球有超过百万套的机器人被应用于工业活动作业中,我国对机器人在工业应用方面的研究基本上是从上个世纪70年代末开始,经过了这几年的不断创新研究,不仅在技术方面得到了较大的提升,而且还对其进行了更好的应用,服务于我国国民经济的发展,为制造业提供更好的发展环境。
其一,在对用于焊接工作的机器人进行购买时,发现价格越来越低,但是其技术水平与价格成反比,其二,越来越大的劳动力需求,想要使制造大国在经济的带动下,成为制造强国,需要对不同类型的加工方式进行改进,以高品质产品的生产为目标,加强企业在行业竞争中的优势,这代表着机器人在未来的发展过程中将会得到广泛的应用[1]。
二、激光焊接原理激光是20世纪人类的伟大发明,激光在焊接中的应用极大推动了焊接技术的革新和发展,激光焊接正越来越显示出它优越性和很强的生命力。
汽车座椅骨架焊接工艺汽车座椅骨架是汽车座椅的支撑结构,它的质量和制造工艺直接关系到座椅的舒适性、稳定性和安全性。
焊接作为座椅骨架制造的重要环节,其工艺的高低直接决定了骨架的质量。
本文将深入探讨汽车座椅骨架焊接的工艺流程、技术要点以及相关质量控制手段,以期为汽车制造业提供焊接工艺的参考。
1. 焊接工艺流程汽车座椅骨架的焊接工艺通常包括以下步骤:•设计和准备:根据座椅设计图纸,确定骨架的尺寸、形状和结构。
准备所需的焊接材料、设备和工具。
•材料准备:对焊接材料进行切割、成型和处理,确保其符合设计要求,清除表面氧化物,保证焊接接头的质量。
•焊接操作:采用相应的焊接方法,常见的包括气体保护焊、电弧焊等。
焊接操作需要确保焊接缝的充分熔化和连接牢固。
•热处理:对焊接好的骨架进行热处理,以消除焊接产生的应力,提高骨架的强度和稳定性。
•表面处理:对焊接好的骨架进行表面处理,如喷涂防锈涂层,提高骨架的抗腐蚀性能。
2. 技术要点•焊接方法选择:根据材料的类型和设计要求,选择合适的焊接方法。
对于轻质材料,可以选择气体保护焊等方法,确保焊缝质量。
•焊接参数控制:控制焊接电流、电压、焊接速度等参数,以确保焊接过程中的稳定性和一致性。
•焊接接头设计:合理设计焊接接头的形状和尺寸,避免焊接应力集中,提高接头的强度和耐久性。
•焊缝检测:采用射线、超声波等无损检测技术对焊缝进行检测,确保焊接质量达到标准要求。
3. 质量控制手段•焊接工艺规程:制定详细的焊接工艺规程,明确每个环节的操作要求和质量标准,确保焊接过程的可控性。
•现场监控:在焊接过程中进行现场监控,对焊接操作进行抽查,及时发现问题并纠正,防止焊接质量不达标。
•焊接质量评估:对焊接好的骨架进行全面的质量评估,包括外观检查、尺寸测量、焊缝检测等,确保骨架质量合格。
汽车座椅骨架的焊接工艺直接关系到座椅的性能和使用寿命。
通过采用科学合理的焊接工艺流程、重点掌握技术要点以及强化质量控制手段,可以有效提高座椅骨架的质量和稳定性。
汽车座椅激光焊接工艺研究阐述摘要:由于激光焊接技术越来越成熟,其应用方式也更简单,成本也更低了。
故而,激光焊接技术的应用价值得到了充分的展现。
而在以前只有汽车整车厂的部分岗位需要应用激光焊接技术,但是现在众多汽车零部件厂都极为依赖该项技术。
就当前的汽车零部件生产情况来看,激光焊接技术已成为不可或缺的一部分。
应用该项技术能极大地提高汽车零部件的生产质量和效率。
而就实际应用来看,激光焊接技术在汽车座椅骨架上的作用主要体现在这两点:第一,取代传统的电阻点焊工艺,改为应用激光搭接焊;第二,不再应用传统弧焊工艺,而去选择激光角焊接。
就当前激光焊接技术应用情况来看,激光焊接技术无疑有着很多传统焊接工艺所不具备的优势。
具体来说,就是指质量方面的提升、更好的精度以及变形程度更小。
而这极为符合当前汽车工业生产需求,是支持汽车工业柔性、模块化生产方式的基础。
因此,激光焊接技术在汽车零部件生产方面有着很高的评价。
关键词:激光焊接;工艺;汽车工业;汽车座椅引言由于汽车行业的发展越来越快,汽车座椅的生产水平和质量也有了很大提升。
因此,人们对汽车座椅的安全性以及舒适度也有了更高的标准。
除此之外,座椅的调节也会在一定程度上改变乘客的舒适度。
因此,座椅的调节性要好,要能满足多数乘客的需要。
而在过去,受技术的限制,汽车座椅生产时,常选用选择点焊或是弧焊技术。
但是,点焊技术有着明显的缺点,主要体现在更容易导致零部件发生变形。
因此,点焊的预留空间很大,且焊接速度会慢。
这当然不符合现在的发展需要。
因此,现代汽车工业的焊接技术多选择应用激光焊接技术。
激光焊接技术不但速度快,还会降低变形的程度,同时能有效保证零部件的精确度。
所以,就当前发展趋势来看,采用激光焊接技术是最有利于当前汽车生产行业发展。
1激光焊接的原理激光焊接的应用原理主要是指借助激光技术实现能源焊接。
具体来说,就是借助光学振荡设备或是电能、化学能等原始能量来实现对固态、液体、气态等介质的状态改变。
激光焊接解决方案激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域。
本文将详细介绍激光焊接的原理、优势、应用领域以及解决方案。
一、激光焊接原理激光焊接利用高能量密度的激光束瞬间加热工件表面,使其局部区域熔化并迅速冷却,从而实现焊接。
激光束的能量密度高、焦点小,能够实现高精度的焊接,并且不会对周围区域产生热影响。
二、激光焊接的优势1. 高精度:激光束的焦点小,能够实现弱小焊点的精确定位,适合于对焊接质量要求高的应用场景。
2. 高效率:激光焊接速度快,焊接时间短,能够提高生产效率。
3. 无接触:激光焊接不需要直接接触工件表面,避免了传统焊接中可能浮现的磨损和污染问题。
4. 适应性强:激光焊接适合于各种材料的焊接,包括金属、塑料、陶瓷等,具有广泛的应用领域。
三、激光焊接的应用领域1. 汽车创造:激光焊接被广泛应用于汽车创造中的车身焊接、发动机焊接等环节,能够提高焊接质量和生产效率。
2. 航空航天:激光焊接在航空航天领域中的应用包括航空发动机部件、飞机结构等,能够提高零部件的强度和耐久性。
3. 电子创造:激光焊接在电子创造中的应用包括电路板焊接、电子元件连接等,能够实现高精度的焊接,提高产品的可靠性。
4. 医疗器械:激光焊接在医疗器械创造中的应用包括人工关节、牙科器械等,能够实现精细焊接,提高产品的质量和可靠性。
四、激光焊接解决方案针对不同行业和应用领域的激光焊接需求,我们提供以下解决方案:1. 设备选择:根据客户需求和焊接要求,提供适合的激光焊接设备,包括激光器、光纤传输系统、焊接头等。
2. 工艺优化:根据客户提供的工件材料和要求,优化焊接工艺参数,确保焊接质量和效率。
3. 自动化集成:根据客户的生产线布局和工艺要求,提供自动化激光焊接系统,实现自动化生产。
4. 售后服务:提供设备安装调试、操作培训等售后服务,确保客户能够顺利使用激光焊接设备。
总结:激光焊接作为一种高精度、高效率的焊接技术,在汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域有着广泛的应用。
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。
激光焊接技术在白车身中的应用【摘要】激光焊接技术在白车身制造中起着重要作用。
本文首先介绍了激光焊接技术的基本原理和在汽车制造中的发展历程。
接着探讨了激光焊接技术在白车身焊接中的优势,包括高精度、高效率和节能环保等优点。
然后分析了激光焊接技术在车身局部焊接和整体焊接中的具体应用。
展望了激光焊接技术在白车身制造中的前景,并归纳了其带来的效益和发展趋势。
通过本文的阐述,读者可以全面了解激光焊接技术在白车身制造中的重要性和应用前景,为相关领域的研究和实践提供了有益的参考。
【关键词】激光焊接技术、白车身、汽车制造、发展、优势、局部焊接、整体焊接、前景、效益、发展趋势1. 引言1.1 激光焊接技术在白车身中的应用激光焊接技术在白车身中的应用是汽车制造领域中的重要技术之一。
随着汽车工业的发展,车身焊接工艺也在不断进步,激光焊接技术的应用正逐渐成为主流趋势。
激光焊接技术利用激光束对焊缝进行高能量密度的瞬时加热,使金属材料迅速熔化并形成焊缝。
这种高精度、高效率的焊接技术,可以实现对车身零部件的精确焊接,保证焊缝质量和强度,同时避免对车身结构造成不必要的热变形和影响。
在白车身焊接中,激光焊接技术具有诸多优势,包括焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等特点。
这使得激光焊接技术在汽车制造中得到广泛应用,能够满足对车身结构强度、外观和质量要求。
激光焊接技术在白车身制造中具有重要的应用前景,其应用可带来更高的生产效益和产品质量,未来将继续发展壮大,为汽车工业的发展贡献更多力量。
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能量密度的激光束对工件进行加热,通过熔化和冷却形成焊接接头。
激光束在焊接区域集中能量,使其局部瞬间高温,达到熔化金属的目的。
激光焊接技术的基本过程包括光束生成、聚焦、照射、传递、熔化、冷却等步骤。
激光焊接技术的核心设备是激光器,主要包括气体激光器、固体激光器和半导体激光器。
通过激光器发出的高能激光束,通过透镜聚焦到焊接区域,实现对工件的加热和熔化。
激光焊接技术应用及其发展趋势激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法,随着科学技术的不断发展,激光焊接技术在各个行业中得到了广泛的应用,并且在未来的发展中有着巨大的潜力。
本文将从激光焊接技术的原理和特点、应用领域以及发展趋势等方面进行详细的介绍和分析。
一、激光焊接技术的原理和特点激光焊接是利用激光束对焊接材料进行加热、熔化和冷却,从而实现焊接的一种高技术焊接方法。
激光焊接技术有非常突出的优势,首先是在焊接过程中激光束经聚焦后能够提供高能量密度的热源,因此可以实现高速、高温的熔化焊接。
激光焊接不需要接触,可以实现对材料的非接触式加工,避免了传统焊接中容易产生的氧化、变形等问题。
激光焊接还具有热影响区小、焊接变形小、焊缝质量高等优点。
激光焊接技术得到了越来越广泛的应用,并在许多行业中取代传统的焊接方法。
二、激光焊接技术的应用领域1. 汽车制造业在汽车制造业中,激光焊接技术被广泛应用于汽车车身的生产中。
激光焊接可精确控制焊接的温度和深度,可以实现对汽车车身的高精度焊接,使得焊接接缝更加紧密,提高了车身的强度和密封性,同时还能够减轻车身重量,提高汽车的燃油经济性。
2. 航空航天制造业在航空航天领域,由于激光焊接技术的高精度和高质量优势,被广泛用于制造航天器结构、航空发动机、导弹、卫星等领域。
激光焊接技术可以提高航空器和航天器的耐热性能、降低结构重量、提高使用寿命,同时还能够提高制造效率和降低生产成本。
3. 电子电气制造业在电子电气制造业中,激光焊接技术被广泛应用于生产半导体器件、电子元器件、电机线圈等领域。
激光焊接技术可以实现对薄膜、微小零件的高精度焊接,同时还能够避免污染和热影响,提高器件的性能和质量。
1. 多波长激光焊接技术传统激光焊接技术只能使用单一波长的激光进行焊接,而多波长激光焊接技术可以利用多种波长的激光,通过组合和调控不同波长的激光来实现对不同材料的高效焊接。
多波长激光焊接技术可以提高焊接质量和效率,拓宽了激光焊接技术的应用范围。
自动化新技术在汽车焊装制造中的应用
随着科技的不断进步和智能制造的发展,自动化新技术在汽车焊装制造中的应用已经
变得日益广泛。
自动化技术可以提高汽车生产线的生产效率,提高产品质量,降低生产成本,同时还可以提高工人的工作环境和安全性。
下面将介绍一些主要的自动化新技术在汽
车焊装制造中的应用。
1. 机器人技术:机器人在汽车焊装制造中的应用非常广泛。
机器人可以根据预先设
定的程序进行焊接工作,具有高精度、高速度和高稳定性的优势。
通过机器人技术,不仅
可以提高焊接质量,还可以提高生产线的生产效率,降低生产成本。
2. 焊接自动化控制系统:焊接自动化控制系统可以对焊接参数进行自动调节和控制,保证焊接质量的一致性。
这种系统可以根据不同的焊接工艺、焊接材料和焊接位置,自动
调整焊接电流、电压、焊接速度等参数,从而提高焊接质量。
3. 激光焊接技术:激光焊接技术是一种高能量密度的焊接技术,具有焊缝小、热影
响区小、焊接速度快等优点。
在汽车焊装制造中,激光焊接技术可以用于焊接汽车车身结
构和其他零部件,提高焊接质量和生产效率。
4. 视觉识别技术:视觉识别技术可以用于汽车焊装制造中的焊缝检测和焊接质量检测。
通过视觉识别系统,可以实时监测焊缝的质量、形状和尺寸,及时发现焊接缺陷并进
行修复。
这种技术不仅可以提高焊接质量,还可以减少废品率和人工检测成本。
5. 轨道搬运系统:轨道搬运系统可以用于汽车焊装生产线中的零部件搬运和焊接工
件的传送。
通过轨道搬运系统,可以实现零部件的无人化运输和自动化装配,减少人工搬运,提高生产效率。
激光焊接技术在汽车座椅制造中的应用
以往,汽车整场或者是汽车配件的生产在传统的焊接工艺中一直是以点焊、弧焊、为主,特别是点焊,易变形、预留空间大、速度慢,已经不能完全适合汽车工业发展的需要.而激光焊接技术克服了上述缺点,因而得到了越来越广泛的应用.下面从激光焊的原理、激光焊相对普通焊接的优点以及激光焊接工作站的组成等方面加以描述。
一、光焊的焊接原理
激光焊接采用激光作为焊接热源,通过光学震荡器利用电能、化学能等原始能量将某些固态、液态或者是气态介质激发,产生相位几乎相同且波长近乎单
一的光束。
这些光束由于相位相
同且波长单一,因而差异角非常
的小,可以传播较长距离,所以
可以被高度集中起来加以应用。
当激光束的功率密度足够大时,
金属表面在激光束的照射下急剧升温,在极短的时间内可以达到沸点而发生汽化。
当金属蒸汽以一定的速度离开金属熔池表面时,会产生一个附加应力反作用于熔化的金属,使其向下凹陷,产生一个小凹坑。
随着加热的继续进行,逐渐形成一个细长的小孔。
随着激光束的移动,小孔前方熔化的金属绕过小孔流向后方,凝固形成焊缝。
焊缝的深浅和激光束的功率密度有关,当所用激光功率密度较低时焊缝的熔深较浅,深
宽比较小。
当激光攻略密度较大时熔深大,深宽比也大,这时就比较易于形成深穿透性焊缝。
目前包括座椅在内的很多焊接工艺都是采用这种激光焊接技术。
根据激光焊的焊接原理,单一的激光焊接是一种以自熔性焊接为主的焊接方法,这种焊接方法对焊件装配间隙要求高,要达到所需要的熔深所需要的激光功率密度大,因而焊接成本比较高,并存在一定的局限性。
随着焊接技术的发展,人们发现了将激光焊和MIG焊接结合起来,形成了激光-MIG复合焊理是在激光向焊缝金属输入热量的同时电弧也向焊接区输入能量,由于激光和电弧在不同程度和形式上影响复合焊接的性能,从而使焊接速度提高,焊接周期缩短,大撒泡同样熔深所需要的激光功率也大大降低,因而降低了焊接成本。
但激光-MIG复合焊在电源设备方面的投资成本相对较高,制约了发展.随着市场的进一步扩大,电源设备价格的不断下降,激光-MIG复合焊接技术将得到更加广泛的应用.
二、激光焊接相对普通焊接的优势
相对电阻焊、CO2焊、和钎焊等技术,激光焊接技术具有以下优势
①激光焊接的速度很快,最高可达20m/min。
②由于激光束光斑小,功率密度高、加热范围小,速度快而且是非接触焊接,因此残余应力
和焊接变形小,这一点对于焊接质量来说很重要。
③焊接强度更好。
由于激光焊接有很小的热变形,而且对邻近的金属没有机械扭曲作用,
因此激光焊接能保证所得到产品的强敌。
④激光焊接可以大大减少预留的焊接边缘,减少搭接宽度和一些加强用的部件,因而可以
降低材料用量,优化设计,使座椅设计更加柔性化。
激光易于聚焦,可通过反射镜或者光纤改变光的走向,也可以在工件周围进行再引导,因而他的可达性好,在其他焊接方法难以接近的工件部位也能进行焊接,这一点是其他焊接方法无法比拟的。
⑤激光焊接的非接触性也避免了易损件的频繁更换和维护,例如电极帽、电极杆和电缆等,
既节约了成本也提高了效率。
激光焊还具有特殊的熔池净化功能,能净化焊缝金属。
在焊接过程中,由于激光的作用,焊接部位的金属熔化并且部分汽化,因杂质吸收光能的效率高,所以金属内的杂质首先被汽化吸出,从而使焊缝中的杂质含量减少,提高了焊接质量.
三、汽车座椅激光焊接工作站的组成
激光焊接工作站由安全房、激光器、光导和聚焦系统、焊接机器人、焊接夹具、PLC控制系统、监控系统及辅助系统组成.
(1)安全房安全房和其他类型的焊接工作站类似,可以使焊接在更环保、更安全的条件下进行。
(2)激光器激光器的功能是输出一定功率的优质光束。
目前激光器主要有两大类:一类是固体激光器(又称Nd:YAG激光器),波长为1.06μm;另一类是气体激光器(又称CO2激光器)10.6μm的红外激光,标准激光功率在2—5kW之间。
从输出光束的质量和功率这两方面综合考虑,CO2光器比YAG激光器具有更大优势,尤其是高功率模块化系列CO2激光器的问世,标志着大功率CO2激光器在工作期间的稳定性问题(机械稳定性和热稳定性)得到根本解决,因而CO2激光器得到了广泛的应用。
但是,近几年来,国外在研制和生产大功率YAG激光器方面也取得了突破性进展,最大功率已经能达到5kW,并已投入市场.由于YAG激光器波长仅为CO2激光器的1/lO,有利于金属表面吸收,并且可以用光纤传输,使导光系统大为简化,所以YAG激光器逐渐成为CO2激光器强有力的竞争对手。
除了这两种激光器以外,还有半导体激光器.半导体激光器具有波长短、重量轻、转换效率高、运行成本低以及寿命长的特点,是未来激光器重要发展方向之
一。
但其面临的最大问题是光束模式差、光斑大,因而功率密度较低,这是半导体激光器今后用于工业生产所必须解决的问题。
(3)光导和聚焦系统光导和聚焦系统是由圆偏振镜、扩束镜、反射镜或光纤和聚焦镜等组成,实现改变光束偏振状态、方向,以及传输光束和聚焦的功能。
这些光学零件的状况对激光焊接质量有着极其重要的影响.在大功率激光作用下,光学部件,尤其是透镜性能会逐渐劣化使激光束透过率下降;其表面污染也会增加传输过程的损耗,因而影响聚焦距离和质量,影响焊接效果。
所以光导部件的质量,光导部件的维护和监测,对保证焊接质量至关重要。
(4)焊接机器人焊接机器人的作用是实现光束与工件之间的相对运动,完成激光焊接。
由于焊接机器人具有六个自由度,所以可以实现多角度柔性焊接。
(5)焊接夹具焊接夹具既用来保证座椅连接件的精确位置,又能起到防止和矫正部分焊接变形的作用。
激光焊接夹具和传统的焊接夹具设计理念不同,传统的焊接夹具模块比较多,强度要求比较大,即便如此,由于受焊枪的可达性影响,局部定位受到限制,因而焊后变形也不容易控制。
而激光焊接夹具则不需要考虑预留较大的焊接空间,可以均匀的对工件进行支撑压紧,对一些用点焊和弧焊不方便定位焊接即便是能焊也很难对变形进行控制的部位,激光焊接的优势就非常明显了。
(6)PLC控制系统系统整体采用PLC控制,悬臂上外置触摸屏,人机交互性好.
(7)监控系统激光焊接过程的监测与控制一直是激光焊接领域研究的一个重要内容。
激光熔焊的监控系统主要由摄像头、显示器和控制系统组成。
利用工作站的高速摄像机,
通过外置悬臂上的显示器可观察控制整个机器人的运动,进而对激光焊接过程进行全面监控。
四、展望
以上介绍了激光焊接的基本原理,优势和汽车座椅焊接工作站的组成。
激光焊接是一个有广阔发展空间的焊接技术,随着激光焊接技术的不断发展,激光焊接标准化的问题也越来越突出了。
标准化问题的解决将会使激光光学设备、激光零部件的生产和制造在世界范围内得到简化,最终推动激光焊接技术在各个领域更广泛的应用。