智能激光焊接系統(tǒng)在鈑金加工行業(yè)的應(yīng)用

現(xiàn)代鈑金焊接具有兩個(gè)鮮明的特點(diǎn)，即多品種小批量以及對(duì)焊接質(zhì)量和焊縫外觀要求高。

在過去十年的飛速發(fā)展進(jìn)程中，激光切割和數(shù)控折彎的效率一直在快速提升。而到了焊接這一環(huán)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，“提升效率”和“多品種小批量”總是會(huì)成為一對(duì)矛盾。這是因?yàn)?，“提升效率”最直接的解決方案就是用自動(dòng)化的焊接設(shè)備去減輕工人的勞動(dòng)負(fù)荷，而自動(dòng)化焊接設(shè)備的瓶頸就在于，難以在“多品種小批量”的生產(chǎn)模式中，實(shí)現(xiàn)不同批次之間的快速切換。

隨著鈑金焊接對(duì)焊接強(qiáng)度和外觀效果要求越來越高，尤其是高附加值且對(duì)焊接質(zhì)量要求極高的部件，采用傳統(tǒng)的焊接手段，由于極大的熱量輸入，不可避免的會(huì)帶來工件扭曲變形等問題，需要大量的打磨整形等手段，從而導(dǎo)致成本上升。而激光焊接具有極高的能量密度，極低的熱影響區(qū)，在顯著提升焊接效率的同時(shí)也提升了品質(zhì)，減少了后處理的時(shí)間。因此激光焊接在現(xiàn)代鈑金制造中的應(yīng)用越來越普遍（圖1）。

具體到應(yīng)用中，不同產(chǎn)品對(duì)焊接強(qiáng)度和焊縫外觀的要求是有區(qū)別的。比如一些不銹鋼護(hù)罩外殼對(duì)外觀要求高，焊縫要均勻，表面光滑無瑕疵，而一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，或者是對(duì)耐壓性能、密封性能要求較高的氣箱、水箱等產(chǎn)品，則對(duì)熔深和焊接強(qiáng)度有較高的要求。

激光深熔焊和熱導(dǎo)焊

原理上，激光焊接既可以實(shí)現(xiàn)光滑圓潤的熱導(dǎo)焊縫，也可以實(shí)現(xiàn)大熔深高強(qiáng)度的深熔焊縫，如圖2所示。而現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)椴煌缚p形態(tài)需要對(duì)應(yīng)精準(zhǔn)控制的功率密度，我們通常很難運(yùn)用激光焊接設(shè)備實(shí)現(xiàn)不同焊縫形態(tài)的靈活切換。

智能激光焊接系統(tǒng)

Trulaser Weld 5000系列激光焊接系統(tǒng)，如圖3所示，將自動(dòng)變焦、視覺輔助對(duì)焦、萬向噴嘴、專家工藝庫、Trutops Weld 智能離線編程、Teachline焊縫位置3D校準(zhǔn)系、生產(chǎn)計(jì)劃管理等功能深度植入機(jī)器人控制系統(tǒng)，保證用戶可以高效、簡單、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)多種激光加工工藝，包括激光熱導(dǎo)焊、激光深熔焊（圖4）和激光清洗（圖5）。而這其中的自動(dòng)變焦功能，就是通過對(duì)激光功率密度的精確控制，在熱導(dǎo)焊和深熔焊間自動(dòng)切換，以便達(dá)到理想的外觀效果和焊接強(qiáng)度。

改變?cè)O(shè)計(jì)邏輯

很多時(shí)候當(dāng)從人工焊接向激光焊接轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，激光焊接的優(yōu)勢明顯，但同時(shí)激光焊接對(duì)前道下料精度尤其是折彎一致性要求太高了。

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如圖6所示的充電樁面板，得益于精湛的光學(xué)控制技術(shù)，Trulaser Weld 5000 BE設(shè)備可以高效穩(wěn)定地產(chǎn)出極其美觀優(yōu)異的圓滑焊縫，以至于幾乎無需任何后續(xù)處理，在焊接和打磨這兩道工序上，工時(shí)節(jié)約率達(dá)到了驚人的90%。

而如果把視角拉回鈑金生產(chǎn)的全局，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們一直以來賴以為真理的“用折彎去取代焊縫”的設(shè)計(jì)邏輯在激光焊接這里被徹底顛覆了，因?yàn)門rulaser Weld 5000 BE產(chǎn)出的焊縫是如此美觀且高效，我們甚至愿意用“焊縫來取代折彎”。

與此同時(shí)，當(dāng)我們運(yùn)用這種邏輯去做切割排版，拆分后的零件對(duì)板材的利用率會(huì)大幅提升，單張3m×1.5m板材的省料率竟然達(dá)到了11%，折彎工時(shí)也相應(yīng)減少了10%，如圖7所示。

結(jié)束語

激光焊接作為一種優(yōu)勢顯著的工具，得到鈑金行業(yè)越來越多的青睞和關(guān)注。通快也意識(shí)到激光焊并不能完全取代人工焊，但卻是對(duì)人工焊局限性的一種很好的補(bǔ)充，它能為鈑金設(shè)計(jì)邏輯鏈帶來更多的可能性，能讓我們更加系統(tǒng)的、全局的去思考設(shè)計(jì)、成本和效率的問題。

Trulaser Weld 5000智能激光焊接系統(tǒng)能讓客戶從苦苦鉆研激光焊參數(shù)、繁瑣調(diào)試、示教的桎梏中解脫出來，客戶的精力完全不需要放在這些應(yīng)該由設(shè)備本身就能解決的問題上，客戶可以把精力更多的放在設(shè)計(jì)邏輯中，放在管理上，也不用花很大的代價(jià)培養(yǎng)激光焊接工藝專家，因?yàn)?Trulaser Weld 5000 BE就是專家本身，你不需要試錯(cuò)。