隨著激光焊接技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,其強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受汽車(chē)生產(chǎn)廠家的歡迎。作為汽車(chē)品牌的后起之秀, 眾泰汽車(chē)正在迎頭趕上應(yīng)用激光焊接技術(shù)的發(fā)展潮流。眾泰汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)激光焊的成功應(yīng)用,形成了諸多的技術(shù)沉淀,為后續(xù)開(kāi)發(fā)車(chē)型的使用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
作為一項(xiàng)被中國(guó)消費(fèi)者所喜聞樂(lè)見(jiàn)的焊接技術(shù),激光焊接的原理是由激光發(fā)生器發(fā)出的激光束,聚焦在焊絲表面上加熱,使焊絲受熱熔化,潤(rùn)濕車(chē)身上的鋼板,填充鋼板接頭的間隙,形成焊縫最終實(shí)現(xiàn)良好的連接。焊接后形成銅焊絲與鋼板之間的釬焊連接,銅焊絲與鋼板分別為不同元素,其形成的焊接層,為兩種不同元素高溫后形成的融合。相較于傳統(tǒng)的點(diǎn)焊,這種焊接方式焊接質(zhì)量更好,速度更快,焊接部位強(qiáng)度更高。
作為大批量工業(yè)生產(chǎn)激光釬焊設(shè)備的激光發(fā)生器,需要滿(mǎn)足設(shè)備可靠、工藝穩(wěn)定、模塊設(shè)計(jì)靈活方便的特點(diǎn)。目前眾泰汽車(chē)激光釬焊選用的是國(guó)際知名品牌的激光焊設(shè)備,修建封閉的特殊隔離房,進(jìn)行安全防護(hù),裝置除塵系統(tǒng),使用凈化水進(jìn)行循環(huán)冷卻,使用光纖快速接頭進(jìn)行切換維護(hù)。激光焊設(shè)備之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊,及時(shí)有效的進(jìn)行工藝調(diào)整。
眾泰激光釬焊系統(tǒng)由主控PLC(主控可編程邏輯控制器)、激光焊接機(jī)器人、焊接頭、送絲機(jī)構(gòu)、激光器、搬運(yùn)機(jī)器人、激光房、工裝夾具等部分組成。
眾泰激光釬焊系統(tǒng)的激光發(fā)生器采用了德國(guó)IPG公司4000W光纖激光器,配備LaserNet 控制軟件??勺孕锌刂萍す馄鞲鞣N參數(shù),并可對(duì)輸出激光進(jìn)行波形控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器的遠(yuǎn)程控制。激光發(fā)生器嚴(yán)格密封,有嚴(yán)密的安全防護(hù)系統(tǒng),能防止可能發(fā)生的激光輻射對(duì)工作人員造成的身體傷害。
德國(guó)KUKA公司KUKA/KR420的機(jī)器人,承重超過(guò)420公斤,負(fù)責(zé)頂蓋定位工裝夾具的搬運(yùn)。
夾具系統(tǒng)是激光焊接中的重要組成部分,包括頂蓋定位夾具、底板定位夾具及固定頂蓋激光焊夾具的龍門(mén)架。夾具系統(tǒng)在激光房?jī)?nèi)預(yù)留空間,可以滿(mǎn)足多種車(chē)型激光焊頂蓋激光焊的焊接空間要求。
激光焊接過(guò)程中需要對(duì)焊接鋼板進(jìn)行足夠穩(wěn)固的夾緊,所以會(huì)設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的夾具。激光焊接夾具體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,整體為框式結(jié)構(gòu),左右車(chē)身兩側(cè)用夾具型塊頂住、定位支撐好以后用汽缸夾緊。上部設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的汽車(chē)頂蓋激光釬焊的定位壓緊抓具,使用多個(gè)壓緊頭進(jìn)行壓緊,用機(jī)器人抓住頂蓋,擺放在車(chē)身上,用汽缸夾緊,讓車(chē)身鋼板需要焊接的邊沿貼合足夠緊密。
由于激光焊接所產(chǎn)生的激光對(duì)人體有一定的傷害,因此所有的反射和散射的激光都需要被封閉在激光焊接車(chē)間內(nèi),激光房墻壁材質(zhì)要具有很好的反光效應(yīng)或吸光效應(yīng)。一般的激光焊接間選用鋁制或者帶涂層的鋼制,而以鋁材質(zhì)的反光特性為優(yōu)。操作工裝配或者車(chē)身自動(dòng)輸入和輸出的安全門(mén)及安全光柵,用于維修和調(diào)試進(jìn)出的門(mén),激光房監(jiān)控器2套(含液晶監(jiān)視器和攝像頭),墻體拼合板為鋁合金材料。
激光房設(shè)置有兩個(gè)安全門(mén),供人員及設(shè)備出入。安全門(mén)的軟硬件嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完成,可對(duì)安全門(mén)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,安全門(mén)未正常關(guān)閉時(shí),激光源無(wú)法出光;安全條件不滿(mǎn)足時(shí),安全門(mén)無(wú)法打開(kāi)。
此外整個(gè)激光焊接區(qū)域設(shè)置有5個(gè)緊急停止按鈕, 分別置于安全門(mén)旁、激光房?jī)?nèi)部、機(jī)器人控制器上和激光柜上。這些緊急停止按鈕可以在緊急狀態(tài)下停止工位設(shè)備的運(yùn)行,在線(xiàn)監(jiān)控可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器人的作業(yè)情況。
激光釬焊是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工藝,除了硬件設(shè)備,工藝調(diào)試也是核心技術(shù)。特別是激光光斑的位置、焊絲的送絲速度、激光光源的射入角度等工藝參數(shù)。
一般來(lái)說(shuō)激光光斑并不會(huì)完全集中在銅焊絲上,因?yàn)檫@樣會(huì)對(duì)激光器光斑提出極高的要求,對(duì)現(xiàn)在應(yīng)用于車(chē)身的激光釬焊來(lái)說(shuō)既沒(méi)有必要也不劃算。一般情況先激光焊光斑約2/3的光斑照射在銅焊絲上,約1/3的光斑照射在車(chē)身鋼板上。這樣在焊絲融合的同時(shí)車(chē)身鈑金也進(jìn)行了加熱。
加熱后的車(chē)身鈑金區(qū)既是激光釬焊的熱影響區(qū),對(duì)熱影響區(qū)大小的調(diào)試,直接關(guān)系的激光釬焊焊縫形成的焊接質(zhì)量。 光斑位置不滿(mǎn)足,容易形成燒穿、虛焊等缺陷。此外送絲速度不滿(mǎn)足容易形成過(guò)燒和斷弧,光源角度不滿(mǎn)足容易產(chǎn)生激光反光逼停激光源等問(wèn)題,因此整個(gè)激光焊接工藝都需要精準(zhǔn)的調(diào)試,才能發(fā)揮出其作用。
為得到完整、外形美觀、高質(zhì)量的焊縫,進(jìn)行長(zhǎng)距離激光釬焊時(shí),綜合考慮焊接出絲數(shù)據(jù)、焊接機(jī)器人行走速度、激光光斑位置等工藝參數(shù),一般分三段進(jìn)行焊接,分別為起弧段、中間段、收弧段進(jìn)行焊接,每段應(yīng)用對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù),以保障焊接過(guò)程的流程和高效。
目前眾泰汽車(chē)使用的白車(chē)身頂蓋激光釬焊技術(shù)已經(jīng)日趨完美,開(kāi)始推廣到其下轄的新車(chē)型的開(kāi)發(fā)中。逐步使用穩(wěn)定、高效、成熟的焊接技術(shù)研發(fā)已經(jīng)成為眾泰提高汽車(chē)質(zhì)量的秘籍。此外,眾泰汽車(chē)已經(jīng)對(duì)車(chē)身的四門(mén)內(nèi)板的激光飛行焊技術(shù),進(jìn)行了引入和驗(yàn)證,并在近期的新車(chē)型中運(yùn)用。
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