华工激光在光博会：白车身顶盖激光自动焊接系统

2013-03-21 09:03

　　钎焊速度的提高

　　半导体激光器首次作为钎焊工具是应用在生产奥迪A3的后挡板。通常的加工速度是2.4米/分钟。为了提高生产量，大众汽车制定了在不影响质量的前提下提高钎焊速度的目标。在大众汽车位于沃尔夫斯堡的途安汽车生产线，对于Nd:YAG激光器和光纤耦合半导体激光器的加工过程做比较。现有的YAG激光器使用散焦光束，而新型半导体激光器用的是聚焦光束，焦点直径为3.2毫米。

　　半导体激光器的使用提高了钎焊速度和接缝质量。在均匀分布的激光束焦点内工作，就能够在接缝部件范围内取得更好的功率密度分布。通过使用6千瓦半导体激光器，能够减少75%的边缘切口，最大处理速度能够增加到每分钟4.4米。大众决定将途安汽车钎焊应用中使用的所有YAG激光器换成半导体激光器。

　　铝表面

　　利用同样的加工方法，使用填充焊丝焊接铝制白车身结构是很多汽车公司在解决接缝铝板问题时必然采取的步骤。接缝模式几乎完全一样，也使用同样的加工头。图2显示了用于行李箱盖应用的试验装置，试验中使用了光纤耦合半导体激光器，并带有一个触觉加工头。

　　半导体激光器在焊接铝材接缝时具有独特的优势：二极管激光器的波长范围是900-1060纳米，非常接近于铝的吸收峰值，而碟片激光器的波长是1030纳米，光纤激光器的波长范围是1070-1080纳米。经过多年的发展计划，奥迪决定使用带有光纤（400微米）的4千瓦半导体激光器来焊接Q5汽车的后挡板，并且正在其生产平台上运行这套系统。

　　Kuka北美公司已经根据不同的接缝要求，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钟3到4米。1000微米的光纤激光器对于边搭焊尤为实用，边搭焊要求极小的焊接强度，甚至背面不需要焊接（见图3）。