由IPG研发的激光步进线焊机(LSS)是可媲美标准电阻点焊枪的创新型激光焊接工具,其主要原理是先将待焊工件压合在一起,然后再利用激光辐射进行焊接。LSS具有一体化的激光安全设计,能极大地简化加工应用条件,降低投资成本,手持式配置及单面设计能够进一步拓展加工范围及应用范围。汽车制造过程中的搭接接头(白车身)及立体框架结构都可以在一般生产环境下完成,从而大幅降低成本。通过与不同汽车制造商在车型设计初期就开始的密切合作,LSS在系列车型的试制过程中不断完善工艺,最终达到批量生产中高达99.9%的可靠性。激光系统的高度可重复性(光纤激光器及焊枪),能够在规模生产中确保产品质量始终如一,降低由于自身生产原因造成的返修。
介绍
近几十年来, 激光焊接技术已经逐步发展成为汽车制造及精密加工行业焊接技术中不可分割的一部分。无论是动力系统中的精密预制部件焊接,还是客户定制板材的生产,都能够通过激光实现。然而,要想在普通的车身生产车间使用激光器,可能会有点困难,这主要是由于激光工艺对夹具的精确度及焊缝追踪的灵活性有很高的要求,此外还需要配备激光安全房,在现有条件下,这些无疑都成为应用激光焊接工艺的障碍。
更高的二氧化碳排放标准意味着生产商必须进一步降低车体重量。为了达到减重目的,在降低法兰宽度的同时,人们开始使用高强钢和铝合金材料。
在该应用领域中,激光步进线焊机(LSS)为用户提供了除标准激光焊接(如远程激光焊接)及标准电阻点焊之外的新选择。LSS与IPG高效光纤激光器相结合,使用户在朝着“节能省钱”的目标前进一大步。
关于激光步进线焊机(LSS)
LSS,也就是我们所说的“IPG激光步进线焊机”,兼具多重优势,能够极大地简化激光技术在车身生产车间内的应用。
使用LSS时,将需要接合的板材置于两个夹片之间,先用可控制的力(≤3kN)压合,然后在一个集成的激光屏蔽外壳内将工件焊接在一起。摆动焊缝最长可达40mm。摆动频率、焊接速度及焊接长度均可通过编程控制及调整。通常情况下,产生的焊接烟尘都会处于上方压力元件的屏蔽之内,受到压缩空气的抑制,并被抽离到旁边的专用仪器内。在焊接不锈钢、铝或是钛时(如图1所示),可以使用保护气体,确保表面清洁,防止氧化。
图1:40mm摆动焊缝形态(从上到下依次为:MnB合金钢、铝、不锈钢)
LSS用于白车身钣金件的焊接
如今,高强钢在车身设计中的应用越来越广泛,与此同时,生产商对于接合区域焊点刚度的要求也越来越高,在很多情况下,传统的电阻点焊工艺已经很难满足要求,其中一个原因是电阻点焊对焊点间距有一定的限制,另一个原因是较高的热输入会对材料产生不良影响。
图2:Volkswagen Golf VII车身制造(用激光步进线焊机焊接三角窗)
我们来看一个例子。Volkswagen Golf VII车身所采用的接合工艺使接口具有很高的强度,这样能提供很多优势,如图2所示的A柱三角窗,以及B柱与门槛的交叉连接。