就連接批量生產(chǎn)的汽車車身所使用的鍍鋅鋼板而言,二極管激光釬焊是一種行之有效的方法。專為這一應(yīng)用開發(fā)的釬焊光學(xué)元件,通過機器人沿著接縫移動。激光束通過光纖被傳輸?shù)焦鈱W(xué)元件中,而銅硅線(CuSi3)則在釬焊過程中熔化。
激光釬焊技術(shù)取得成功的關(guān)鍵,除了能提供類似于焊接所展現(xiàn)的穩(wěn)定性之外,主要在于其高質(zhì)量的接縫外觀。激光產(chǎn)生的釬焊縫以其光滑、潔凈的表面以及對部件的牢固連接而著稱,在視覺上具吸引力,而且?guī)缀鯚o需后續(xù)處理,清洗后便可立即著色上漆。與傳統(tǒng)的連接技術(shù)不同,激光釬焊能實現(xiàn)這種接縫效果,無需額外的覆蓋件,也免去了相應(yīng)的儲存和組裝工作。
然而,至少在一定程度上,激光釬焊技術(shù)現(xiàn)在已無法滿足人們所寄予的厚望。汽車制造商越來越多地轉(zhuǎn)向在車身上使用熱浸鍍鋅鋼板。熱浸鍍鋅比傳統(tǒng)的電鍍鋅更耐腐蝕,因而這種改變可以帶來技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)勢。
由于新的鋼板表面特性,激光釬焊已無法達(dá)到往常的效果??拷涌p處的飛濺物越來越多,尤其是細(xì)微飛濺物,起初很難被察覺,但在噴漆后就暴露無疑。接縫本身的質(zhì)量也出現(xiàn)下降,由于變得更粗糙,常會顯示出所謂的小波紋,如果超量,甚至?xí)鼋涌p外觀可接受的標(biāo)準(zhǔn)范圍。這些工藝上的困難使得汽車制造商紛紛從分銷商處尋求替代方案。
在那時,已經(jīng)對使用矩形光斑而非傳統(tǒng)的圓形光斑的釬焊工藝進(jìn)行了測評。為了在釬焊光學(xué)元件中產(chǎn)生矩形光斑,我們在Scansonic ALO3釬焊光學(xué)元件中添加了均質(zhì)化模塊(圖1)。Laserline公司使用這種均化器產(chǎn)生矩形光斑從而使激光功率增強到10 kW,這一技術(shù)至今已被使用多年。
三光點模塊技術(shù)
目標(biāo)是產(chǎn)生一個矩形光斑,它所帶有的凹進(jìn)處可供焊絲。一種幾何結(jié)構(gòu)并沒有直接帶來所期望的成功,但在一年之內(nèi),就開發(fā)(包含幾個迭代階段)出了目前的三光點模塊,稱其為優(yōu)化矩形光斑(或光斑)模塊。在此解決方案中(圖1b),有兩個較小的光斑定位于主光斑的前方,用于燒蝕釬縫邊緣的鍍層。主光斑則熔化更大的范圍,直接順著一個獨立的進(jìn)程,打造出所需的焊縫。
通過燒蝕接縫邊緣區(qū)域的鋅而使焊接過程變得平穩(wěn),幾乎完全避免了飛濺物和小波紋的產(chǎn)生,從而得到了光滑而潔凈的接縫。
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