LaserHybrid激光复合焊在大众和奥迪汽车的应用
详细内容
光焊与电弧焊是两种差别的焊接工艺，很早就在生产中得到了广泛应用。Fronius公司开辟的laserHybrid激光复合焊技能是将这两种焊接技能有机的联合起来，从而得到了精良的综合性能，在改进轿车焊接质量和生产工艺性的同时，进步了效果/资本比。别的laserHybrid工艺还具有更好的间隙容忍性、高的焊接速率以及非常好的机器/技能性能，因而对汽车财产来说具有极大吸引力和经济效益。
激光-MIG复合焊工艺
激光焊不但必要很好的激光源，并且必要质量很高的激光束，以确保可以或许得到期看的熔深。高质量的激光束可以实现更小的核心或更大的焦距。当前平常采取功率为4kW的钕YAG激光器，激光议决直径为600微米的光纤实现传输到工件上。钕YAG激光器焊接金属时的激光束强度可达106W/cm2，当激光到达质料的外貌时，该点的温度敏捷举高到挥发温度，并形成挥发孔，焊缝最显然的特性是具有很高的深宽比。激光焊的热影响区非常窄，焊缝的深宽比很高，具有高的焊接速率，但由于核心直径很小，以是焊缝桥联本领很差。
而电弧焊则是议决弧柱传输能量，MIG电弧燃烧的能量密度稍高于104W/cm2。电弧焊的特点在于电源资本低，焊缝桥联性好，易于议决添补金属改进焊缝布局。但电弧焊的能量密度比较低，加热面积较大，焊接速率相对较低。
laserHybrid激光复合焊技能并不是将激光和MIG电弧焊两种焊接要领依次作用，而是两种焊接要领同时作用于焊接区。除了电弧向焊接区输进能量外，激光也向焊缝金属输进热量。
开始焊接时需办理外貌反射标题，尤其是铝合金，这时需采取特别的开始步骤。当工件外貌到达挥发温度时，就形成了挥发孔，如许险些全部的能量都可以传到工件上。焊接所必要的能量由随温度变化的外貌吸取率和工件传导亏损的能量来决定。在激光-MIG焊时，挥发不但产生在工件的外貌，同时也产生在添补焊丝上，使得更多的金属挥发，从而使激光的能量传输越发容易。
激光和电弧在差别水温和式样上影响复合焊的性能，激光复合焊进步了熔深和焊接速率。焊接进程中金属蒸汽会挥发，并且反作用于等离子区。等离子区对激光有稍微吸取，但可以忽略不计。整个焊接进程的特性取决于选择的激光和电弧输进能量的比例。
激光-MIG焊采取激光束和电弧互助劳动，焊接速率高，焊接进程稳固，热效果高以及答应更大的焊接装置间隙。激光-MIG复合焊的熔池比MIG焊的要小，热输进低，热影响区小，工件变形小，大大裁减了焊后改正焊接变形的劳动。激光-MIG复合焊接，会产生两个独立的熔池，而背面的电弧输进的热量同时起到了焊后回火处理的作用（尤其是在焊接钢时）。
经济性
激光束焊的特点在于熔深大，焊接速率高，热输进低，焊缝窄，但焊更厚的质料必要更大激光电源。复合焊比激光焊越发经济。激光-MIG复合焊的焊缝是由激光和MIG焊互助形成的，低落了所需激光束的能量，从而大大低落了激光器的功率。由于激光器的效果仅为3%，因而作用在工件上的激光束能量每低落1kW,则在激光器上低落的能耗就靠近35kVA。在欧洲，每增长1kW的激光功率大抵必要10万欧元，倘若能用3kW的激光器代替4kW的激光器，投资就可以节减10万欧元。虽然，还要思考到增长MIG焊电源和激光焊头所需的用度4万欧元。
由于激光-MIG焊的焊接速率非常高，因此可以低落生产时间和生产资本。激光-MIG复合焊可焊接1～4mm的铝、钢和不锈钢。钢和不锈钢的熔透焊接最大厚度只能到达5mm。对付镀锌板，可利用其要领之一：激光热丝钎焊。
LaserHybrid在大众汽车上的应用
对汽车来说，要求车身布局具有高的强度，车门能餍足高速行驶要求。大众汽车公司要求焊接布局件只管即便采取激光焊。因此，激光-MIG复合焊是一项完满加工要领，大众的见解车PhaetonD1全部车门都采取激光-MIG复合焊。车门可利用低密度复合铝板、铸件和冷轧质料，代替厚而重的铝铸件，对装置间隙要求低，在包管了高稳固性能同时还餍足了重量轻的要求，并且在汽车启动时保留噪音最低。
在汽车中有许多像铝板与铝铸件如许的搭接接洽，由于采取的AA6XXX母材具有热裂的偏向，因而都要求采取激光焊，而单纯利用激光+冷丝焊工艺，焊丝的熔化就会损耗了大部份的激光能量。采取激光-MIG复合焊，激光进步了焊接速率（焊速4.2m/min），MIG焊增大焊缝的熔池，因而与单用激光焊相比能餍足更大焊接间隙。铝板与铝铸件的激光-MIG复合焊接洽，添补焊丝采取ALSi12，焊丝直径1.6mm,利用纯氩保卫。
激光复合焊同激光焊/激光冷丝焊的搭接焊比较
搭接焊时，焊速为2.4m/min，激光-MIG复合焊与激光焊的区别。激光焊时，焊缝外貌会产生凹下，并且熔深很小，焊道窄，抗拉强度低。激光-MIG复合焊时，更多的质料熔进熔池，无外貌凹下产生，节减了熔化焊丝所需的激光能量，这局部能量被用于增长母材的熔深和焊道的宽度,而这恰正是好的机器性能所务必的。
倘利用激光焊（填丝）焊接的工件，这必要夹紧工装以包管所需的装置间隙，而增长工装就存在焊接可达性标题，因此必要更小尺寸的焊头。而用LaserHybrid典范的焊接典范是：2.8m/min焊接速率，4000W的激光源，填丝速率6.6m/min。
激光-MIG复合焊也可焊接别的类别的接洽，尤其是角接接洽、搭接接洽、对接接洽。
激光－MIG复合焊焊头
该焊头多少尺寸小，确保可以或许有很好的焊接可达性，尤其是在焊接车身时。别的，焊头具有精良的可拆卸性，便于安置到呆板人上，以及在焊接进程中焦距和焊炬具有可调作用，调解精度为0.1mm。焊接进程中的飞溅会混浊激秃头的防护玻璃，为了保卫激光体系，在方形玻璃片的两边都喷涂了一层防反射质料。
随着玻璃片的混浊程度的增长，会导致作用在工件上的激光能量渐渐裁减，乃至大概低落90%，导致防护玻璃片的失效，大局部激光被玻璃片本身所吸取，并且产生热应力。焊头装有水冷的喷嘴和枪头,负载率为250A100%。
这种焊头可实现四种焊接要领：1）激光-MIG复合焊；2）激光焊（不填丝）；3）MIG/MAG焊；4）激光热丝钎焊（尤其得当镀锌板）。因此，在一个车门上，laserHybrid体系可全部完成全部焊缝的焊接,即可实现MIG焊、激光焊、激光-MIG复合焊,而无需调换配置。这里趁便提一下热丝激光钎焊，它也是采取MIG焊电源预热添补焊丝（不是熔化焊丝），同激光-MIG复合焊的区别只是增长了一套软件。
结论
激光-MIG复合焊技能为汽车财产提供了一种全新的焊接技能，尤其是对付激光束焊无法实现或在经济上不可行的装置间隙较宽的焊接。它具有宽广的应用范畴和高效的特性，同时裁减投资资本、收缩了生产时间、节省了生产资本和进步生产率，具有更强的竞争力。
激光-MIG复合焊也提供了一种全新的焊铝工艺。虽然这也得益于高效果的YAG激光器问世，包管了焊接进程的稳固，从而使此技能在实践中得以应用。Fronius公司对复合焊技能已经举行了大量的根本切磋。大量的切磋证明，将两种差别的焊接要领融合在一起是可行的，并且可以得到更为精良的综合性能，复合焊同时也进步了对种种质料和布局的可焊性、焊接性能以及焊接的可靠性。这在大众汽车公司铝合金车（PhaetonD1，AUDIA8）的焊接中得到了应用验证。别的可议决调解差别的焊接参数，得到餍足差别焊接必要。如可影响焊缝的外形和布局构成，议决增长添补金属可以进步焊缝的桥联性，增长焊缝的宽度，裁减了焊前的预备劳动。别的，激光-MIG复合焊大幅进步了焊接效果，并在投资资本上比激光焊要低，焊接可达性更高，焊接接洽实用性更广。激光复合焊还可应用在轨道机车车辆、容器、轮轴等方面。