自主新工艺揭秘众泰激光焊接 _行业焦点·汽车大世界

随着激光焊接技术的不断发展和成熟，其强大的技术优势、成本优势越来越受汽车生产厂家的欢迎。作为汽车品牌的后起之秀, 众泰汽车正在迎头赶上应用激光焊接技术的发展潮流。众泰汽车焊装生产线激光焊的成功应用，形成了诸多的技术沉淀，为后续开发车型的使用奠定了坚实基础。

作为一项被中国消费者所喜闻乐见的焊接技术，激光焊接的原理是由激光发生器发出的激光束，聚焦在焊丝表面上加热，使焊丝受热熔化，润湿车身上的钢板，填充钢板接头的间隙，形成焊缝最终实现良好的连接。焊接后形成铜焊丝与钢板之间的钎焊连接，铜焊丝与钢板分别为不同元素，其形成的焊接层，为两种不同元素高温后形成的融合。相较于传统的点焊，这种焊接方式焊接质量更好，速度更快，焊接部位强度更高。

作为大批量工业生产激光钎焊设备的激光发生器，需要满足设备可靠、工艺稳定、模块设计灵活方便的特点。目前众泰汽车激光钎焊选用的是国际知名品牌的激光焊设备，修建封闭的特殊隔离房，进行安全防护，装置除尘系统，使用净化水进行循环冷却，使用光纤快速接头进行切换维护。激光焊设备之间进行网络通讯，及时有效的进行工艺调整。

众泰激光钎焊系统由主控PLC（主控可编程逻辑控制器）、激光焊接机器人、焊接头、送丝机构、激光器、搬运机器人、激光房、工装夹具等部分组成。

众泰激光钎焊系统的激光发生器采用了德国IPG公司4000W光纤激光器，配备LaserNet 控制软件。可自行控制激光器各种参数,并可对输出激光进行波形控制，实现对激光器的远程控制。激光发生器严格密封，有严密的安全防护系统，能防止可能发生的激光辐射对工作人员造成的身体伤害。

德国KUKA公司KUKA/KR420的机器人，承重超过420公斤，负责顶盖定位工装夹具的搬运。

夹具系统是激光焊接中的重要组成部分，包括顶盖定位夹具、底板定位夹具及固定顶盖激光焊夹具的龙门架。夹具系统在激光房内预留空间，可以满足多种车型激光焊顶盖激光焊的焊接空间要求。

激光焊接过程中需要对焊接钢板进行足够稳固的夹紧，所以会设计专门的夹具。激光焊接夹具体积庞大、结构复杂，整体为框式结构，左右车身两侧用夹具型块顶住、定位支撑好以后用汽缸夹紧。上部设计专门的汽车顶盖激光钎焊的定位压紧抓具，使用多个压紧头进行压紧，用机器人抓住顶盖，摆放在车身上，用汽缸夹紧，让车身钢板需要焊接的边沿贴合足够紧密。

由于激光焊接所产生的激光对人体有一定的伤害，因此所有的反射和散射的激光都需要被封闭在激光焊接车间内，激光房墙壁材质要具有很好的反光效应或吸光效应。一般的激光焊接间选用铝制或者带涂层的钢制，而以铝材质的反光特性为优。操作工装配或者车身自动输入和输出的安全门及安全光栅，用于维修和调试进出的门，激光房监控器2套（含液晶监视器和摄像头），墙体拼合板为铝合金材料。

激光房设置有两个安全门，供人员及设备出入。安全门的软硬件严格按照设计标准完成，可对安全门的状态进行实时监控，安全门未正常关闭时，激光源无法出光；安全条件不满足时，安全门无法打开。

此外整个激光焊接区域设置有5个紧急停止按钮，分别置于安全门旁、激光房内部、机器人控制器上和激光柜上。这些紧急停止按钮可以在紧急状态下停止工位设备的运行，在线监控可以实时监控机器人的作业情况。

激光钎焊是一项较为复杂的工艺，除了硬件设备，工艺调试也是核心技术。特别是激光光斑的位置、焊丝的送丝速度、激光光源的射入角度等工艺参数。

一般来说激光光斑并不会完全集中在铜焊丝上，因为这样会对激光器光斑提出极高的要求，对现在应用于车身的激光钎焊来说既没有必要也不划算。一般情况先激光焊光斑约2/3的光斑照射在铜焊丝上，约1/3的光斑照射在车身钢板上。这样在焊丝融合的同时车身钣金也进行了加热。

加热后的车身钣金区既是激光钎焊的热影响区，对热影响区大小的调试，直接关系的激光钎焊焊缝形成的焊接质量。光斑位置不满足，容易形成烧穿、虚焊等缺陷。此外送丝速度不满足容易形成过烧和断弧，光源角度不满足容易产生激光反光逼停激光源等问题，因此整个激光焊接工艺都需要精准的调试，才能发挥出其作用。

为得到完整、外形美观、高质量的焊缝，进行长距离激光钎焊时，综合考虑焊接出丝数据、焊接机器人行走速度、激光光斑位置等工艺参数，一般分三段进行焊接，分别为起弧段、中间段、收弧段进行焊接，每段应用对应的工艺参数，以保障焊接过程的流程和高效。