广州焊接机器人-激光-MIG复合焊接技术

kw614

　　近年来，激光加工技术广泛普及，越来越多的行业在产业升级过程中选择了激光加工，这让激光工艺有了更广阔的发展空间，也有了更多的创新和探索。其中，激光复合焊接就是激光焊接工艺领域的又一种新型工艺，这种加工工艺特别适合高反材料（铜、铝、合金）的加工应用，且焊接速度快、焊缝质量高、焊接缺陷少、焊接强度高，可应用在动力电池、汽车白车身等行业。
      
　　激光复合焊接一般指将两不同状态（空间位置、光束质量、光斑形态、光束能量、光波长、作用时间等）的光束作用在焊接位置完成激光焊接；比较常用的是两种波长不同的光束进行同轴合成之后同时作用于焊接位置。

　　中心光束：能量密度高、光斑区域小，进行深熔焊接、提供主要焊接能量

　　周边光束：能量密度小、光斑区域大，主要进行预热冷却缓冲、提升中心光束吸收辅助焊接。

　　激光焊接过程中，外加电弧后，由于电弧产生的等离子体密度较低，因而使激光光致等离子体被稀释，等离子体对激光的入射阻碍减小，增加了激光照射到材料表面的能量；在电弧焊接过程中，等离子体倾向于向电弧中心方向移动，当有激光照射在材料表面会产生大量等离子体，这些等等离子体会加强电弧的方向性和稳定性，提高电弧的挺度。当激光电弧复合焊过程中采用电弧在前，激光在后的焊接方式后，电弧会扩大热作用范围，提高焊接搭桥能力，降低对焊接件拼缝间隙的装配精度要求，这在中厚板焊接中尤为重要。此外，电弧焊接的加入，可以使焊丝填充焊缝，改变焊缝形貌。选择不同的焊丝，还能调整焊缝化学冶金成分，改善接头力学性能。

　　激光焊接根据需求可以分为多种形式，激光自熔焊、激光填丝焊、激光复合焊等，激光电弧复合焊（HLAW）是将两种物理性质和能量传输机制截然不同的高温热源复合在一起，共同作用在材料表面，从而实现对材料加热完成焊接的过程。采用激光电弧复合焊接方法可以充分发挥两种热源的优势，弥补单一热源加工的劣势，是一种新型、高效、优质、节能的焊接方法。激光电弧复合焊相比单一的激光焊或者弧焊在中厚板材焊接过程中优势尤为明显。

　　1、单独采用激光焊存在的局限性主要包括：

　　激光束焦点直径很小，因此热作用区域小。激光焊对工件装配间隙要求高，间隙兼容度低。特别是中厚板材，实现小间隙的焊前装配困难。

　　激光对高反射率、高导热系数材料的焊接比较困难，易产生裂纹、气孔等缺陷，同时熔池流动性差，使得焊缝成型差；

　　激光焊接时形成的等离子体对激光的吸收和反射降低了母材对激光的吸收率，使得激光能量利用率低；

　　焊缝冷却速度快，高强钢焊接时易产生淬硬组织和裂纹。

　　2、单独采用MIG/MAG电弧焊接存在的局限性主要包括：

　　单道焊缝熔深小；

　　厚板多层多道焊接时，电弧难以深入坡口底部，极易侧壁引弧，使得坡口宽度较大，焊接效率较低；

　　焊接速度低，如果速度过大会造成电弧不稳定；

　　焊接热输入大，热影响区大，板材变形量大。

　　激光电弧复合焊不但可以弥补单一热源焊接时的局限性，同时可以实现1+1＞2的特有效应。激光和电弧的复合实质是光致等离子体和电弧的耦合

　　复合焊接优势特点

　　1.焊接表面光滑平整，未出现发黑发黄现象，无裂纹，密封性良好；

　　2.相对于传统焊接，复合焊接速度可以提升2－3倍；

　　3.采用复合焊接，比单纯的单光束光纤连续焊接所用加工功率明显降低30％左右；

　　4.复合焊接良率明显提升；

　　5.焊接过程中要注意保护气的使用；

　　6.壳体如有杂质易产生炸点现象，可补焊；

　　7.复合焊接对焊接轨迹容错性比单光纤焊接得到明显提升。

　　应用案例：
      

　　激光一 MIG 焊接技术应用于全铝车身奥迪A8车型的制造其车身测量具体位置分析如图所示。整个车身激光一 MIG 复合焊接焊缝长度共计4500mm。奥迪公司激光焊接技术中心的负责人 Helten 先生高度评价：“激光与电弧两种焊接方法复合可以获得更好的焊接性能，从生产效率、成本、焊接质量及安全性各方面来看，激光电弧复合焊接技术都突破了热连接工艺的局限”