激光钎焊详解:为何汽车制作需要激光钎焊技术?

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当今的汽车加工领域,激光焊接是必不可少的一项技术。激光焊接以其光束能量密度极高、加热规模小、焊缝及热影响区域窄、焊接速度快、深宽比大和焊接变形小等长处,在白车身制作领域得到广泛应用。

激光钎焊是激光焊接技术中的一种,是一种以激光为热源加热钎料熔化的钎焊技术。因为激光能量密度大,可以作为热源,将焊丝材料溶化产生高温液態金属。激光光束在经过聚焦后照射到焊丝表面,在机器人的牵引下,将溶化了的焊丝材料浸湿到被焊接的工业零件上。在恰当的外部条件下,使已被激光溶化的焊丝填充到要焊接的生产工件之间,使生产工件间得到很好的结合,完成激光焊接技术。

激光钎焊详解:为何汽车制作需要激光钎焊技术?

图片来源:大族激光智能设备集体

激光钎焊发展历程

从20世纪80年代开始,激光技术开始运用于汽车车身制作领域,而激光钎焊技术则在上个世纪 90 年代初首先在德国得到开发。

德国爱尔兰根大学在激光填丝钎焊技术和过程控制方面做了大量的工作,激光器常选用光束传输和调度便利的光纤激光器和半导体激光器,钎料按照母材常选用 Cu 基钎料,主要接头形式包括对接、卷对接、搭接、卷搭接等。其最初的动身点是为了解决火焰钎焊热输入过大的问题,連接的工件主要为搭接或卷搭接形式的钢板。

激光钎焊作为激光焊接技术的一种,较之熔焊,钎焊时母材不溶化,仅钎料溶化,可以得到平滑的焊缝表面,这不仅是使产品更加美观,还提升了密封性,而且明显提升了焊接区域的强度,极大地提升了整车的安全特性和功能。当前,在国表里的汽车制功课,激光钎焊主要运用于可视的外围接合件上,如顶盖与左右边围的連接、行李箱上下两部分的連接及流水槽等。

激光钎焊特性及分类

激光钎焊的主要特性是利用激光的高能量密度实现部分或微小区域快速加热完成钎焊过程,其主要点在于合理的控制激光功率分派。激光束会聚在钎料上,钎料温度过高导致熔化过快,而母材温度不足使钎料不能很好润湿母材,影响填充功效,钎缝成形变差。激光束会聚在母材上,钎料温度有可能过低,导致钎料流动性或活泼性降低,母材可能过热熔化,导致钎料直接进入熔池产生溶化焊,产生的脆性相也影响钎缝特性和功能。

在激光钎焊技术中,全部焊接系统的速度很快,而且焊缝比较狭小,对表面也有非常高的要求,焊接系统对焊接参数要求精确,同时对送丝速度,平稳性方面的要求也非常高。钎料的选择也很重要。节省花费当然不用讲,还要合适设计要求,结合母材的特性和功能,达到激光钎焊的加热条件。这就要求所选用的钎料要有合适的熔点,成分要平均,稳定性好,与母材结合的要结实。

按照加热温度的不同,激光钎焊分为软钎焊和硬钎焊。

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