摘要：经由过程激光焊接手艺在五金
冲压厂加工中的应用手艺剖析和实例介绍，从手艺、经济和适用等方面说了然激光焊接在五金冲压厂工业中的主要意义。
前 言
世界上第一个激光器的成功演示在40多年前，在今天，激光科学手艺蓬勃成长，其浸染远远超出了其发现初期人们原有的预想，激光手艺的应用今朝普遍科技、经济、军事和社会的良多规模。五金冲压厂工业是激光加工主要的应用规模，占激光加工15%的份额，激光焊接、激光切割、激光标识表记标帜、激光打孔都有着普遍的应用。
激光焊接的手艺可行性
激光(受激辐射光)最根基的特点就是：单色性、标的目的性、相关性，这些怪异性质加上由此而来的超高亮度，超短脉冲等性质使它已经紧紧的和现代工业连系在一路，这些特质很是适合焊接加工。激光器一般按发生激光的工作物质分歧来分类，首要有半导体(GaAs,InP等)激光器、固体(Nd:YAG等)激光器、气体 (CO
2、He-Ne等)激光器、液体(可调谐染料等)激光器、化学激光器、自由
电子激光器等。其中气体激光器以气体或金属蒸汽为发光粒子，它是今朝种类最多，激励体例最多样化，激光波长分布区域最宽，轻易实现年夜功率持续输出，应用最普遍的一类激光器。固体激光器是将发生激光的粒子掺于固体基质，其浓度比气体年夜，因而可以获得斗劲年夜的激光能量输出，具有能量年夜，峰值功率高，机构紧凑，平稳耐用等特点。在激光焊接中首要就采用这两种受激物质的激光器。
激光焊接手艺在制造规模的应用稳步增添，由脉冲到持续，由小功率到年夜功率，由薄板到厚件，由简单单缝到复杂外形，激光焊接在不竭的演化过程中已经慢慢成为一种成熟的现代加工工艺手艺。激光焊接分为脉冲激光焊接和持续激光焊接，在持续焊接中又可分为热传导焊接和深穿透焊接。跟着激光输出功率的提高，出格是高功率CO2激光器的呈现，激光深穿透手艺在国内外都获得了迅速成长，最年夜的焊接深宽比已经达到了12：1，激光焊接材料也由一般低碳钢成长到了今天的焊接镀锌板、铝板、钛板、铜板和陶瓷材料，激光焊接速度也达到了每分钟几十米，激光焊接手艺日益成熟，并年夜量应用到出产线上，在五金冲压厂出产线上如齿轮焊接，五金冲压厂底板及结构件(搜罗车门车身)的高速拼焊并已取得了重年夜的经济和社会效益。
据有关资料统计，在欧美发家工业国家中，有50%-70%的五金冲压厂零部件是用激光加工来完成的。其中首要以激光焊接为主和切割为主，激光焊接在五金冲压厂工业中已成为尺度工艺。激光用于车身面板的焊接可将分歧厚度和具有分歧概况涂镀层的金属板焊在一路，然后再进行冲压，这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。激光焊接的速度约为4.5m/min，而且很少变形，省去了二次加工。激光焊接加速了用冲压零件庖代锻造零件的历程。采用激光焊接，可以削减搭接宽度和一些增强部件，还可以压缩车身结构件自己的体积。仅此一项车身的重量可削减56kg。激光焊接用于车顶外壳与框架焊接，传动转换器盖板的焊接，由CNC节制，其轮回时刻约为16秒，现实焊接时刻仅为3秒，一天可持续运行24小时。用于焊接小轿车的变速箱总成和底盘，激光束的焊接速度快，易于自动化节制而且易于合并到一个矫捷的制造系统中，激光束改良了厂家的产物设计投产周期，降低了制品的废品率。
激光焊接在五金冲压厂行业中的应用
采用激光焊接可以给五金冲压厂制造业带来重年夜的经济效益，如车身装配中的年夜量点焊，把两个焊头夹在工件边缘长进行焊接，凸缘宽度需要16mm，而激光焊接是单边焊接，只需要5mm，把点焊该为激光焊，每辆车就可以节约钢材40kg。用传统点焊焊接两片0.8mm的钢板五金五金
冲压件，平均是20点/min，焊距是25mm，即速度为0.5m/min，用激光焊速度可以达到5m/min以上。采用激光焊接手艺，不仅降低成本，还年夜年夜提高了出产效率。今朝，一套千瓦级的激光加工机械人系统只要几十万美元，新型激光器的平安性和靠得住性也获得了保证，其故障停机率仅2%，防护法子也极为靠得住。激光焊接时需要工件接触面慎密吻合，这在工艺上是不轻易实现的，但今朝前进前辈的夹持体例和适合激光焊接的凸缘设计使这一问题获得体味决，激光焊接手艺的逐渐成熟使得各年夜五金冲压厂厂商无一破例的将激光焊接应用到了五金冲压厂出产线上。
美国是最早将高功率激光器引入五金冲压厂工业的，在美国五金冲压厂工业中心底特律地域有40余家激光加工站，用于五金冲压厂金属件的切割和齿轮的焊接，使五金冲压厂的改型从5年缩短到2年。美国通用五金冲压厂公司已经采用22条激光加工出产线，美国福特五金冲压厂公司采用Nd:YAG激光器连系工业机械人焊接轿车车体，极年夜地降低了制造成本，2000年美国三年夜五金冲压厂公司已经有50%的电阻点焊出产线被激光焊出产线所庖代。在日本，激光焊接在出产线上成功的应用为世界所瞩目，如在五金冲压厂车系统体例造中采用将薄钢板实施激光焊接后冲压成型的新体例，此刻已为世界上年夜年夜都五金冲压厂厂家所仿效。世界上良多闻名五金冲压厂公司都建有专门的激光焊接专用出产线：Thyssen钢铁公司的轿车底板拼焊出产线，公共五金冲压厂厂的齿轮激光加工出产线，奔跑五金冲压厂厂的18个厂房里有8个厂房安装了激光加工设备。
激光焊接在五金冲压厂工业中最首要就是应用在五金冲压厂车身的焊接和拼接坯板焊接上。为知足市场和客户的需求，改善车身和制造工艺是十分需要的，而五金冲压厂的车身价值约占五金冲压厂总价值的1/5，采用激光焊接工艺使车身的抗冲击性和抗委靡性都可以获得显著改善，提高五金冲压厂的品质。激光焊接因为采用计较机节制，所以具有较强的矫捷性和无邪性，可以对外形非凡的门板、挡板、齿轮、仪表板等零部件的焊接，也可以完成车顶和侧围，策念头架和散热器架等部件的装配，若是加上光纤传输系统和机械手，就可以实现自动化的五金冲压厂装配出产线。使用3KW摆布的光纤传输的Nd:YAG持续激光器，配合点焊系统，和出产线上的夹具相配合，就可以达到自动化焊接的目的，通用、奔跑等都采用了这一系统应用在最新的车型的出产线上，激光焊接系统几乎可以达到完美加工的要求，在效率、经济、平安、强度、抗侵蚀性上都有优异默示。
一辆五金冲压厂的车身和底盘由300种以上的零件组成，采用激光焊接几乎可以把所有不分厚度、商标、种类、品级的材料焊接在一路，制成各类外形的零件，年夜年夜提高五金冲压厂设计的矫捷性。拼接坯板就是在充实剖析车身结构的基本上优化部件设计，使之可以由少数的几种典型坯板焊接而成，这样年夜年夜降低了模具冲压冲压数目，增添了材料操作率，而且可以在强度要求分歧的部位采用分歧厚度的坯板，可以一次冲压成型，减轻了重量，提高了精度，还使得抗侵蚀性和平安机能都有年夜幅度提高，车身结构也年夜年夜简化。丰田公司的侧围出产线采用了拼接坯板焊接手艺，使得模具冲压冲压的数目降到四具，材料操作率达到65%，加上其它的部件，使得每辆车的成本下降30多美圆，年夜年夜增添五金冲压厂出产商的效益。
激光焊接手艺前景
激光焊接手艺对传统的五金冲压厂焊接工艺带来了冲击性的影响，各年夜五金冲压厂公司对此都抱有十分积极的立场，采用新手艺就意味着更强的竞争力，出格是竞争残酷的五金冲压厂工业。激光焊接手艺在焊接铝材，用焊接件庖代铸件以及全车身构架结构焊接的应用前途最年夜，激光器出产厂家应该抓住商机，在激光器的可移动性、体积等方面下功夫，用光纤传输激光，使激光器更适合五金冲压厂出产线的需要。国内一些激光产物出产厂家已经逐渐意识到这一点，好比湖北光通光电系统有限公司出产的脉冲Nd:YAG激光焊接机操作光纤耦合聚焦，使用便利，激光头可以远离焊接区，激光器机能不变靠得住，寿命长，也可以使用传统的光学传统系统，激光器既可以激光焊接，也可以激光切割和打孔，一机多用途，出格合用于激光加工车间和自动化出产线。
21世纪五金冲压厂工颐魅正在步入能按照用户要求进行柔性模块式出产的体例，传统加工工艺不克不及知足新出产体例的需要，这给激光焊接手艺的年夜规模应用供给了一个机缘，激光焊接手艺及其他激光加工手艺在五金冲压厂规模中必然会有更年夜的成长，成为五金冲压厂工业中主要的加工体例。
