汽車裝配線遠程激光焊接設計準則

將遠程激光焊接應用在汽車裝配線上不僅有利于提高生產(chǎn)效率,而且可節(jié)約能源。遠程激光焊接是通過激光器散射出來的激光束對金屬工件的表面進行照射，金屬表面與激光發(fā)生相互反應，激光輻射產(chǎn)生的能量使金屬工件表面先熔化后冷卻，冷卻時出現(xiàn)結晶完成焊接。但是，在汽車裝配線上引入遠程激光焊接系統(tǒng)，需要對裝配線進行重新設計，如將傳統(tǒng)的電阻點焊系統(tǒng)替換成遠程激光焊接系統(tǒng)、焊接的結合面也需要進行重新設計。為了在汽車裝配線上引入遠程激光焊接的同時，不改變汽車裝配線最初設計的功能目標，則需要制定遠程激光焊接的設計準則。

在汽車裝配線上引入遠程激光焊接需要具備以下3個基本準則：①需要一個固體激光器提供光源。固體激光器能夠通過靈活的光纖纜線輸送激光束，尤其在使用多軸機械臂來焊接三維空間內(nèi)的零部件時，必須使用光纖纜線；②必須具有優(yōu)良激光光束品質(zhì)和合適功率的激光器。激光光束品質(zhì)應能反映激光器聚焦能力，遠程激光焊接要求具有較長聚焦長度，可以產(chǎn)生優(yōu)良的激光光束品質(zhì)；③需要能精確定位焊縫的位置。這要求機械臂和掃描控制裝置必須實現(xiàn)同步，同時也允許掃描儀控制裝置根據(jù)焊接形狀進行編程，機械臂以不同的速度在焊接部件上方移動。

基于上述3個基本準則進行汽車裝配線的改造。通過將一個功率4kW遠程激光焊接引入到車門焊接裝配過程中發(fā)現(xiàn)，采用遠程激光焊接焊接整個車門框，在整個裝配線上消耗的時間低于30s，重復定位時間縮短了94%。

刊名：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology（英）

刊期：2017年第89期

作者：Jumyung U.M.et al

編譯：張振偉