釬焊速度的提高

半導(dǎo)體激光器首次作為釬焊工具是應(yīng)用在生產(chǎn)奧迪A3的后擋板。通常的加工速度是2.4米/分鐘。為了提高生產(chǎn)量，大眾汽車制定了在不影響質(zhì)量的前提下提高釬焊速度的目標(biāo)。在大眾汽車位于沃爾夫斯堡的途安汽車生產(chǎn)線，對(duì)于Nd:YAG激光器和光纖耦合半導(dǎo)體激光器的加工過程做比較?，F(xiàn)有的YAG激光器使用散焦光束，而新型半導(dǎo)體激光器用的是聚焦光束，焦點(diǎn)直徑為3.2毫米。

半導(dǎo)體激光器的使用提高了釬焊速度和接縫質(zhì)量。在均勻分布的激光束焦點(diǎn)內(nèi)工作，就能夠在接縫部件范圍內(nèi)取得更好的功率密度分布。通過使用6千瓦半導(dǎo)體激光器，能夠減少75%的邊緣切口，最大處理速度能夠增加到每分鐘4.4米。大眾決定將途安汽車釬焊應(yīng)用中使用的所有YAG激光器換成半導(dǎo)體激光器。

鋁表面

利用同樣的加工方法，使用填充焊絲焊接鋁制白車身結(jié)構(gòu)是很多汽車公司在解決接縫鋁板問題時(shí)必然采取的步驟。接縫模式幾乎完全一樣，也使用同樣的加工頭。試驗(yàn)中使用了光纖耦合半導(dǎo)體激光器，并帶有一個(gè)觸覺加工頭。

半導(dǎo)體激光器在焊接鋁材接縫時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：二極管激光器的波長(zhǎng)范圍是900-1060納米，非常接近于鋁的吸收峰值，而碟片激光器的波長(zhǎng)是1030納米，光纖激光器的波長(zhǎng)范圍是1070-1080納米。經(jīng)過多年的發(fā)展計(jì)劃，奧迪決定使用帶有光纖（400微米）的4千瓦半導(dǎo)體激光器來(lái)焊接Q5汽車的后擋板，并且正在其生產(chǎn)平臺(tái)上運(yùn)行這套系統(tǒng)。

Kuka北美公司已經(jīng)根據(jù)不同的接縫要求，成功使用4千瓦/400微米激光器和6千瓦/1000微米激光器。通常的焊接速度是每分鐘3到4米。1000微米的光纖激光器對(duì)于邊搭焊尤為實(shí)用，邊搭焊要求極小的焊接強(qiáng)度，甚至背面不需要焊接。

Laserline公司（網(wǎng)址：www.laserline.de）位于德國(guó)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開展了廣泛的多縫試驗(yàn)，證明了焦點(diǎn)位置和焊接角度有些許變化對(duì)半導(dǎo)體激光焊接工藝影響不大。試驗(yàn)還顯示了光纖耦合半導(dǎo)體激光器對(duì)于背向反射的耐用性。

結(jié)論

為了滿足汽車制造廠的高可靠性要求，一項(xiàng)近紅外激光器的新成果正在為汽車車身的設(shè)計(jì)帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。半導(dǎo)體激光釬焊零件能夠滿足可視化接縫光學(xué)質(zhì)量的最高技術(shù)規(guī)范，而無(wú)需額外的后期處理。光纖耦合半導(dǎo)體激光器憑借其工藝，以極其穩(wěn)定、速度快、可靠性高以及成本優(yōu)勢(shì)等特點(diǎn)，為許多新的白車身應(yīng)用所采用。