車身激光MIG復合焊接

會計學1車身激光MIG復合焊接激光-MIG復合焊接技術(shù)原理Nd:YAG激光器焊接金屬時激光束強度可達106W/cm2，當激光到達材料表面時，該點的溫度迅速升高到揮發(fā)溫度，并形成揮發(fā)孔，焊縫最明顯的特征是具有很高的深寬比。MIG電弧燃燒能量密度稍高104W/cm2。激光復合焊的基本原理見圖1。除了電弧向焊接區(qū)輸入能量外，激光也向焊縫金屬輸入熱量。激光復合焊技術(shù)并不是兩種焊接方法依次作用，而是兩種焊接方法同時作用于焊接區(qū)。激光和電弧在不同程度和形式上影響復合焊接的性能。第1頁/共11頁

激光-MIG復合焊接提高了熔深和焊接速度。焊接過程中金屬蒸氣揮發(fā)，并且反作用于等離子區(qū)。等離子區(qū)對激光有輕微吸收，但可以忽略不計。整個焊接過程的特性取決于選擇的激光和電弧輸入能量的比例。

工件溫度對于激光能量的吸收是一個決定性的因素。開始焊接時需解決表面反射問題，尤其是鋁合金。當工件表面達到揮發(fā)溫度時形成揮發(fā)孔，這樣幾乎所有的能量都可以傳到工件上。焊接所需要的能量由隨溫度變化的表面吸收率和工件傳導損失的能量來決定。在激光-MIG復合焊接時，揮發(fā)不僅發(fā)生在工件的表面，同時也發(fā)生在填充焊絲上，使得更多的金屬揮發(fā)，從而使激光的能量傳輸更加容易。第2頁/共11頁激光-MIG復合焊接特點

MIG焊的特點在于電源成本低，焊縫橋聯(lián)性好、電弧穩(wěn)定性好，易于通過填充金屬改善焊縫結(jié)構(gòu)。而激光束焊的特點在于熔深大，焊接速度高，熱輸入低，焊縫窄，但焊接更厚的材料需要更大功率的焊接激光器。激光焊接所需要的激光功率由金屬的物理性質(zhì)及表面吸收率和反射率所決定，鋁合金對可見光和紅外線都具有較高的反射率（約達90%），因此鋁合金焊接時需要更大功率的激光器，并需要采用特殊的工藝措施減少反射，提高吸收率。小孔法焊接可以提高激光焊的能量吸收率（50%），形成熔透的小孔需要10%的入射能量，小孔一旦形成，所需能量就會下降。第3頁/共11頁而激光復合焊接可以結(jié)合兩者的優(yōu)點，既能獲得所需要的焊縫形貌，又能在激光焊接速度較高的前提下，充分利用電弧焊過程的穩(wěn)定性。另外，電弧熱的作用使所需激光焊機的功率可以相應減小。第4頁/共11頁激光復合焊接是將兩個電弧進行復合，兩個電弧相互影響和支持。不僅焊接過程更穩(wěn)定，而且形成的熔池比單用激光束焊要大，搭橋能力更好，可允許更大的焊接裝配間隙。同時，激光復合焊接的熔池比MIG焊的要小，熱輸入低，熱影響區(qū)小，工件變形小，大大減少了焊后糾正焊接變形的工作。激光-MIG復合焊接將產(chǎn)生兩個獨立的熔池，而后面的電弧輸入的熱量同時起到了焊后回火處理的作用，降低焊縫硬度（尤其是焊接鋼材）。由于激光復合焊接的焊接速度非常高，因此可以降低生產(chǎn)時間和生產(chǎn)成本。第5頁/共11頁激光-MIG復合焊在車身焊接上的應用舉例德國大眾Phaeton的車門焊接，見下圖

。為了在保證強度的同時又減輕車門的質(zhì)量，采用沖壓件、鑄件和擠壓成形的鋁件。車門的焊縫總長4980mm，其中7條MIG焊縫(總長380mm)，11條激光焊縫(總長1030mm)，48條激光-MIG復合焊縫(總長3570mm)。激光復合焊同樣用于新型奧迪A8汽車的生產(chǎn)。在其側(cè)頂梁上有各種規(guī)格和形式的接頭采用MIG-激光復合焊工藝，焊縫共計4.5m長。第6頁/共11頁由于接頭形式各異，激光復合焊并不是適用于車門上的所有焊縫。在接頭裝配間隙很大的位置，采用具有良好橋聯(lián)能力的MIG焊比激光焊或復合焊更有優(yōu)勢。反之，接頭間隙非常小的焊縫，熱能集中，采用焊速快的純激光焊是最好的方案。需要強調(diào)的是,激光-MIG復合焊接系統(tǒng)可以同時實現(xiàn)MIG焊、激光焊、激光-MIG復合焊3種工藝。關(guān)閉MIG焊時，系統(tǒng)成為激光焊；反之關(guān)閉激光則系統(tǒng)成為MIG焊。如果沒有激光復合焊系統(tǒng)，奧迪A8的車門就不得不更多采用厚而重的鋁鑄件。第7頁/共11頁激光復合焊另一特點就是具有很寬的焊速調(diào)整范圍。例如，復合焊在焊接Phaeton車門的對接接頭時，焊接速度1.2~4.8m/min都是可行的。通常焊絲送絲速度為4~9m/min,激光功率為2~4kW。最優(yōu)化的焊速是4.2m/min，送絲速度6.5m/min，激光功率2.9kW。MIG-激光復合焊接最大焊接速度可達9m/min。激光復合焊適用于4mm以下的鋁、鋼和不銹鋼等材料的焊接。第8頁/共11頁結(jié)束語MIG-激光復合焊技術(shù)為汽車工業(yè)提供了一種全新的焊接技術(shù)