激光焊接在钣金制造中的应用及优化

　　【编者按】激光焊接是利用极高能量密度的激光束熔合材料，具有焊接速度快、强度高、焊缝窄、热影响区小、工件变形量小、后续处理工作量少以及录活性高等优点。激光焊接不仅能焊接常见的碳钢和不锈钢，还能焊接传统焊接方法难以焊接的材料，如结构钢、铝、铜等金属，并且能够焊接各种形式的焊缝。

　　激光焊接是利用极高能量密度的激光束熔合材料，具有焊接速度快、强度高、焊缝窄、热影响区小、工件变形量小、后续处理工作量少以及录活性高等优点。激光焊接不仅能焊接常见的碳钢和不锈钢，还能焊接传统焊接方法难以焊接的材料，如结构钢、铝、铜等金属，并且能够焊接各种形式的焊缝。

　　现代钣金制造对焊接强度和外观效果等质量的要求越来越高，尤其是高附加值的且对焊接质量要求极高的部件，这些严苛的焊接要求可以通过无需后续加工或者极少后续加工的焊接方式得以满足。传统的焊接手段，由于极大的热量输入，不可避免地会带来工件扭曲变形等问题。为了解决工件变形问题，需要大量的后续加工手段，从而导致费用上升。相比之下，激光焊接具有最小的热输入量，因此热影响区极小，其在显著提高焊接质量的同时，还减少了后续处理所需要的时间，此外，由于激光焊接速度快、焊接深宽比大，进而能够极大地提升焊接凭借着上述诸多优势，已经在钣金制造中获得了越来越普遍的应用。

　　激光焊接：合二为一的工具

　　在现代钣金制造中，不同产品对焊接强度和外观效果等质量的要求不尽相同。比如电、厨具、食品设备等外观件，需要非常美观、光滑、无变形的焊接效果；而一些内部结构件或者是后续需要喷涂的零件，则对焊接强度和焊接速度有较高的要求。这些不同的要求恰恰能够令激光焊接体现出自身的优势：激光焊接即可以实现焊缝美观的热传导焊接，也可以实现高焊接强度、高焊接速度的深熔焊接。

　　热传导焊接需要较低的激光能量密度和较低的焊接速度，其能够实现非常美观的焊接表面效果。相比之下，深熔焊接则需要较高的激光能量密度，其能够实现很高的焊接强度和较高的焊接速度。

　　作为激光器制造商，为用户提供可以实现深熔焊和热导焊的激光焊接头。通过调整激光功率密度，该焊接头可以在热导焊和深熔焊之间自动焊接强度。该焊接头不仅可以实现玩焊丝的激光焊接，从而还能很好地使用冷送丝焊接功能，适用于在接头缝隙过大、或者对于焊接区域金相结构有特殊要求的情况。焊接头和碟片激光器可以轻松地集成到国内的机器人激光焊接系统中，满足大多数中国钣金制造用户对于激光设备的高质量、低成本要求。

　　现代钣金生产流程

　　由于激光焊接时热量输入极低，焊接后的变形量很少，且能够实现非常美观的焊接表面效果，因此激光焊接的后续处理很少，能够大大削减或者取消庞大的抛光与整平工序所需要的劳动力。这在劳动力成本不断上升的今天，尤其具有现实意义。激光焊接是在密闭的安全防护罩内进行的，并配有自动抽尘装置，其在保证员工的健康与安全的同时，还能保持厂房内干净整洁的工作环境。

　　典型的现代钣金生产工序流程公司可提供现代钣金生产工序所需工的设计、激光切割、冲压、折弯、激光焊接、激光标刻、自动化料库整套解决方案，并通过生产管理软件统一管理各个设备，最大程度地提高生产的自动化程度。

　　优化钣金生产流程：采用适合激光焊接的友好设计

　　相对传统焊接方式，激光焊接的优势非常明显；但同时激光焊接对于工件的前道加工精度及工装夹具的要求也相对较高。要最大程度地发挥激光焊接的优势，降低生产成本并提高生产效率，需要优化产品的设计、激光切割、冲压、折弯和激光焊接等整个钣金生产工艺。

　　在实际生产中不难发现，使用激光焊接技术的钣金产品的主要成本，不是由激光焊接工序决定的。实际生产经验证明，钣金产品70%的成本是由产品设计决定的。因此，要降低生产成本、提高焊接效率，首先需要从产品入手。在初期的产品设计中，需要考虑激光焊接对工件的要求，比如减少生产中的折弯工序、尽量采用激光切割板材、采用自定位设计等等，这样需要的激光焊接程序和夹具更为简单，从而达到降低成本、提高效率的目标。

　　激光焊接钣金产品的优化分析

　　考虑到激光焊接夹具的投入和前期的准备时间（如编程、焊接工艺调试）是一次性的，因些对于需要大批量生产的产品而言，激光焊接方式更加经济。

　　激光焊接应用于钣金生产中已有多年，随着近年控制技术和激光技术的不断进步，激光焊接的使用也越来越简单。如何发挥激光焊接在钣金生产中的优势，需要具有掌控全局的眼光，优化整个产品制造流程。采用适合激光焊接的支好设计，将是获得美观焊接表面效果、提高生产效率、降低生产成本的关键。

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