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    [轉(zhuǎn)載]激光焊接汽車保險(xiǎn)杠技術(shù)介紹 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2009-05-21
    關(guān)鍵詞: 激光保險(xiǎn)杠
    相對(duì)于使用更傳統(tǒng)的光纖傳輸激光/機(jī)器人系統(tǒng)來說,采用裝備高功率CO2激光器和掃描頭的遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)(RWS)增加了焊接的循環(huán)時(shí)間。因?yàn)镃O2激光遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)到工件之間的光束焦距超過800mm,完全可能降低焊接循環(huán)時(shí)間,原因是掃描系統(tǒng)的鏡片移動(dòng)速度可超過700米/分鐘(見圖1)。而且,RWS的傳感器能自動(dòng)測(cè)量和工件之間的焦距,使得改變并檢查焊接模式及定位數(shù)據(jù)變得簡便。 l0G{{R 0Y  
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    然而,采用RWS后,保護(hù)氣體的應(yīng)用成為了問題——通常在CO2激光束功率超過3kW時(shí)必須使用保護(hù)氣體,而且應(yīng)用保護(hù)氣系統(tǒng)變得很困難。因此,在一項(xiàng)近期的研究中,對(duì)800Mpa級(jí)高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行RWS焊接,我們對(duì)影響焊珠外形和穿透的因素進(jìn)行觀察,從而相應(yīng)決定是否使用保護(hù)氣。同樣被研究的還有那些對(duì)汽車零部件強(qiáng)度產(chǎn)生影響的參數(shù)。 <p<6!tdO  
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    研究最優(yōu)的狀況 n}Z%-w$K#  
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    在該項(xiàng)研究當(dāng)中,將進(jìn)行SPFC 780 1.2mm厚度的鋼板的焊接。采用的激光功率在3~4.8kW,移動(dòng)速度為2.4、2.8和3.2米/分鐘,以觀測(cè)熔化區(qū)域在有/無保護(hù)氣體的情況下受等離子體影響程度。產(chǎn)生的縫焊長22mm,氦氣流速為25升/分鐘。如圖2所示,這種氣體由一個(gè)循環(huán)噴氣孔傳輸。 ^JxVs 7  
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    應(yīng)用的功率越高,熔化區(qū)域越難成形,這取決于是否存在保護(hù)氣體。由于不采用保護(hù)氣體時(shí)過程變得不穩(wěn)定,更高光束能量的穿透也更少。有趣的現(xiàn)象是焊接寬度會(huì)隨著焊接速度的增加而增加,穿透率提高。表1顯示了有/無保護(hù)氣體的情況下采用4.8kW激光得到的焊珠外形和穿透率情況。 tfHr'Qy BC  
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    在該過程中,RWS相比其他種類的激光系統(tǒng)更容易受到環(huán)境的影響,因?yàn)镃O2激光具有長焦距,因此每部分計(jì)算出的區(qū)域需要通過觀察以獲得熔化外形的精確數(shù)據(jù)(見圖4)。當(dāng)對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行分析時(shí),整個(gè)過程的穿透率和焊接寬度存在不同。因此,我們發(fā)現(xiàn)保護(hù)氣體對(duì)于穿透率和焊接寬度能產(chǎn)生影響,原因是它能起到穩(wěn)定流程的作用。 NCg("n,jx  
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    總體來說,觀察到的應(yīng)力峰值在2.8米/分鐘,除了一些例外情況;我們的結(jié)論是重復(fù)焊接帶來的應(yīng)力同穿透率之間并無太大聯(lián)系。因?yàn)楦偷暮附铀俣龋ǔD塬@得更好的穿透效果。應(yīng)力載荷可能不會(huì)直接和穿透焊接寬度成比例關(guān)系(見圖5)。為了得到更精確的數(shù)據(jù),需要對(duì)熔化區(qū)面積而非焊接寬度進(jìn)行比較。應(yīng)力載荷所帶來的好處在于能增加焊接寬度。 AM?ZhM  
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    盡管無保護(hù)氣體會(huì)造成應(yīng)力載荷值的略微升高,但保護(hù)氣體在4.8kW的焊接過程中是必須的。在該情況下,除非使用保護(hù)氣體,否則該過程將變得不穩(wěn)定,穿透值也會(huì)太低(見圖6)。 )P R`irw  
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    這里所描述的RWS焊接工藝從2006年開始就被用于焊接汽車保險(xiǎn)杠(見圖7)。通常保險(xiǎn)杠是采用電阻點(diǎn)焊、CO2電弧焊或冷金屬過渡焊來完成的。選用激光是因?yàn)樗档土搜h(huán)時(shí)間,減少了材料成本,并提高了應(yīng)力載荷值。我們計(jì)劃研究RWS在其他汽車零部件加工中的應(yīng)用。 X7*ossv  
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    研究結(jié)論 I[A<e]uK  
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    通過這項(xiàng)研究,我們可以得到一些結(jié)論。首先,保護(hù)氣體對(duì)于光束功率大于4.8kW的保險(xiǎn)杠焊接工藝來說是必不可少的。在缺少保護(hù)氣體的情況下,該工藝會(huì)變得不穩(wěn)定,并會(huì)出現(xiàn)焊珠缺陷。當(dāng)對(duì)鋼板(SPFC 780 1.2t)進(jìn)行疊焊時(shí),熔化的外形在不同截面各不相同。因此,為了得到更加可靠的數(shù)據(jù),計(jì)算熔化區(qū)域面積是很有必要的。 {6LS$3}VM  
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    除了以上提到的這些,應(yīng)力載荷值在中速焊接時(shí)通常是很高的。所以穿透率不會(huì)影響到重疊處的質(zhì)量。而當(dāng)采用保護(hù)氣時(shí),高功率激光束的焊接工藝非常穩(wěn)定。因此為了得到完全穿透效果和穩(wěn)定的焊接質(zhì)量,保護(hù)氣體非常關(guān)鍵。 q !}~c  
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