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現代鈑金制造對焊接強度和外觀效果等質量的要求越來越高,尤其是高附加值的且對焊接質量要求極高的部件,可以無需后續加工或者極少后續加工的方式來完成。而傳統的焊接手段,由于極大的熱量輸入,不可避免的會帶來工件扭曲變形等問題。為了彌補工件變形這個問題,需要大量的后續加工手段,從而增加費用支出。
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而激光焊接具有最小的熱輸入量,熱影響區極小,顯著提高焊接產品品質的同時,可減少后續工作的時間。另外,由于焊接速度快和焊接深寬比大,能夠極大的提高焊接效率和穩定性。因此激光焊接在鈑金制造中的應用越來越普遍。
激光焊接:合二為一的工具
現代鈑金制造中,不同產品對焊接強度和外觀效果等質量的要求是有區別的。比如電梯、廚具、食品設備的外觀件,需要非常美觀、光滑、無變形的焊接效果。而一些內部結構件或后續需要噴涂的零件,則對焊接強度和焊接速度有較高的要求。而這恰恰能夠體現出激光焊接的優勢,因為激光焊接既可以實現焊縫美觀的熱傳導焊接,也可以實現高焊接強度、高焊接速度的深熔焊。
熱傳導焊接需要較低的激光能量密度和較低的焊接速度,但是卻能夠得到非常美觀的焊接表面效果。于此相反,深熔焊接則需要較高的激光能量密度,但能夠得到很高的焊接強度和較高的焊接速度。
在此我們特別介紹TRUMPF的可實現深熔焊和熱導焊的激光焊接頭。它能夠通過調整激光功率密度,可以在熱導焊和深熔焊間自動切換,以便達到理想的外觀效果和焊接強度。不僅可以實現無焊絲的激光焊接,也可以很好地使用冷送絲焊接功能,適用于在接頭縫隙過大,或者對于焊接區域金相結構有特殊要求的情況。
現代鈑金生產流程
由于激光焊接時熱輸入極低,焊接后的變形量很小,且能夠得到非常美觀的焊接表面效果,故焊接的后續處理很少,可以大大削減或者取消龐大的拋光和整平工序上的人工。而這在人工成本不斷上升的今天,尤其具有現實意義。激光焊接是在密閉的安全防護罩內進行的,并配有自動抽塵裝置,在保證員工安全的同時,也能保持廠房內干凈整潔的工作環境。
采用適于激光焊接的友好設計優化鈑金生產流程
相對傳統焊接,激光焊接的優勢很明顯,但激光焊接對工件的前道加工精度及工裝夾具的要求也比較高。要*程度地發揮激光焊接的優勢,降低生產成本并提供生產效率,需要優化產品設計、激光切割、沖壓、折彎和激光焊接等整個鈑金生產工藝。
我們在實際生產中發現,使用激光焊接技術的鈑金產品的成本,激光焊接工序不是主要決定因素。實際的生產經驗證明,鈑金產品70%的成本是由產品設計決定的。要降低生產成本,提高焊接效率,首先需要從產品設計入手。在初期產品設計時考慮到激光焊接對工件的要求,比如,減少生產中的折彎工序、盡量采用激光切割板材、采用自定位設計等等,會讓激光焊接程序和夾具變得很簡單,從而達到降低成本,提高效率的目標。
在激光焊接前使用通快沖床的EasyJoin技術,可以在板材結合處沖出定位孔/齒。這樣裝夾時由定位孔/齒的輔助下,焊接夾具可以變得簡單,且在激光焊接后不留痕跡,從而獲得高質量焊縫。
考慮到激光焊接夾具的投入和前期的準備時間(如編程,焊接工藝調試)是一次性的,對于更大批量的產品,采用激光焊接更加經濟。
激光焊接機柜應用于鈑金生產已經多年,隨著近年控制技術和激光技術的不斷進步,激光焊接的操作使用也越來越簡單容易。如何發揮激光焊接在鈑金生產中的優勢,需要優化整個產品制造流程,有全局的眼光。采用適于激光焊接的友好設計,將是獲得美觀焊接表面效果,降低生產成本,提高生產效率的關鍵。