作(zuò)為在當(dāng)代(dài)汽車製造中廣(guǎng)泛(fàn)使用的(dí)工藝(yì)，激(jī)光焊(hàn)接(jiē)在汽車領域(yù)的應用(yòng)起步(bù)於(yú)變(biàn)速(sù)器(qì)齒輪(lún)等核(hé)心部(bù)件(jiàn)。這些部件的焊(hàn)接要(yào)求(qiú)精度高(gāo)，形變小，材料變性少，表麵整潔度高，因此*采用了當時成(chéng)本高昂的激光(guāng)焊(hàn)接技(jì)術(shù)。隨(suí)著(zhuó)高功率激光器的發(fā)展(zhǎn)，激光焊(hàn)接(jiē)逐(zhú)步(bù)在白(bái)車身(shēn)製(zhì)造，新能源(yuán)電池組製(zhì)造等(děng)領(lǐng)域(yù)成(chéng)為(wéi)重要(yào)製造工藝。

在白車身的製造中(zhōng)，激(jī)光焊接可(kě)用(yòng)於多種(zhǒng)金(jīn)屬件的焊接(jiē)，包括(kuò)車身框(kuàng)架結構，頂(dǐng)蓋，側圍(wéi)等(děng)。焊(hàn)接工(gōng)藝(yì)包括(kuò)搭(dā)焊，釺(qiān)焊，激(jī)光-電弧復合焊(hàn)等(děng)；焊(hàn)接材料(liào)包括各(gè)類(lèi)鋼材，鋁合金。與傳統的點(diǎn)焊相比，激光焊接(jiē)的優點(diǎn)是工件變(biàn)形(xíng)極小，焊(hàn)接(jiē)深度/寬度比高，焊(hàn)縫(féng)強(qiáng)度高，焊接(jiē)速度快(kuài)，焊(hàn)縫窄，且通常表麵(miàn)狀(zhuàng)態(tài)好，靈活(huó)性高。采用(yòng)激光焊(hàn)接可(kě)顯(xiǎn)著(zhù)增加(jiā)車身(shēn)剛度，降低(dī)車身重量，同(tóng)時(shí)允許(xǔ)更靈(líng)活(huó)的結(jié)構件(jiàn)形(xíng)狀(zhuàng)和工藝，從而降(jiàng)低整(zhěng)車成(chéng)本(běn)。憑借(jiè)眾(zhòng)多優點(diǎn)，近十(shí)年(nián)以(yǐ)來，激光(guāng)焊接(jiē)在(zài)白車身(shēn)製造(zào)加(jiā)工的焊接工藝中占比(bǐ)越(yuè)來越(yuè)高，逐步(bù)取(qǔ)代傳(chuán)統(tǒng)的(dí)點焊工藝(yì)。

白(bái)車(chē)身激光(guāng)焊接通常(cháng)用機器手(shǒu)持導光(guāng)臂(bì)與(yǔ)焊接頭，工件裝載到位(wèi)後，在軟件(jiàn)控製下機(jī)器(qì)手(shǒu)沿(yán)焊綫運(yùn)動(dòng)完成焊(hàn)接。

圖1 白車身激光焊接生產綫(xiàn) 

隨著新(xīn)能源(yuán)汽車的(dí)迅猛發(fā)展，在電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)製造過程中(zhōng)，激光(guāng)焊(hàn)接(jiē)的(dí)應用(yòng)又有(yǒu)進(jìn)一步拓(tuò)展(zhǎn)。為了生(shēng)產(chǎn)緊湊型電(diàn)池(chí)組，需要將單(dān)個電池高(gāo)質量(liáng)焊接在(zài)一(yī)起，以(yǐ)便(biàn)將它(tā)們(mén)串聯或並聯(lián)。連(lián)接(jiē)各(gè)個電池(chí)的焊接(jiē)電(diàn)觸點(diǎn)必須(xū)具(jù)有(yǒu)非(fēi)常(cháng)高的質量(liáng)，因為(wéi)電池(chí)必(bì)須承受環(huán)境的挑戰(zhàn) — 如季節性溫(wēn)度波動帶(dài)來的(dí)形變，行駛甚至(zhì)是碰撞(zhuàng)引(yǐn)起的(dí)巨(jù)大(dà)衝(chōng)擊和(hé)震(zhèn)動。此外，它(tā)通(tōng)常(cháng)是電(diàn)動汽(qì)車(chē)中(zhōng)較為昂(áng)貴的(dí)單一部(bù)件，整車的(dí)可靠(kào)性和穩(wěn)定(dìng)性由電池決定；同時，確保對(duì)製造稀(xī)土(tǔ)所(suǒ)需的稀土進行負責任的管(guǎn)理，即(jí)使在(zài)其(qí)移動使用壽(shòu)命結束後，電池(chí)仍應可以利(lì)用，例如作為(wéi)風能或太(tài)陽(yáng)能(néng)係統(tǒng)產生的電力儲存。所(suǒ)有焊接必須(xū)始(shǐ)終以*的(dí)精(jīng)度和(hé)可(kě)靠性(xìng)執(zhí)行；因(yīn)此，激(jī)光焊接是(shì)電(diàn)動汽車(chē)電池組(zǔ)焊(hàn)接工(gōng)藝的良(liáng)好選(xuǎn)擇，而(ér)激光器(qì)的輸出特(tè)性必須(xū)時(shí)時加以(yǐ)監控。

圖2 電(diàn)動汽車(chē)電(diàn)池組(zǔ)示意(yì)圖(tú) 

無論采用哪(nǎ)種(zhǒng)激光焊接(jiē)工(gōng)藝，焊點或(huò)接縫的質量對所生(shēng)產的部(bù)件的安全性和可靠性(xìng)產生決定(dìng)性影(yǐng)響，並(bìng)終(zhōng)影響(xiǎng)整車的(dí)安全性(xìng)和(hé)可靠性。激光焊(hàn)接設(shè)備的(dí)製造商(shāng)和應用(yòng)商必(bì)須確保其設(shè)備(bèi)在自動(dòng)化生(shēng)產綫(xiàn)上能夠正常(cháng)工(gōng)作(zuò)，尤其(qí)是激光器(qì)的參(cān)數特(tè)性(xìng)在(zài)復(fù)雜(zá)生(shēng)產(chǎn)環境中(zhōng)保持(chí)穩(wěn)定(dìng)，以實現良(liáng)好的(dí)焊接工藝(yì)並確保其一致性(xìng)；當激光(guāng)性能衰(shuāi)減時，要能(néng)夠(gòu)盡早發(fā)現(xiàn)以盡(jìn)快(kuài)啟(qǐ)動(dòng)預案，避免(miǎn)設備(bèi)檢修停(tíng)機帶來的時間(jiān)浪費。

激光(guāng)的功率是了解(jiě)激(jī)光(guāng)係統(tǒng)是(shì)否正常工(gōng)作的重(zhòng)要指標，因此(cǐ)定(dìng)期對焊(hàn)接頭(tóu)輸出的激(jī)光(guāng)功(gōng)率進(jìn)行(háng)測量(liáng)是確保焊(hàn)接工(gōng)藝(yì)穩(wěn)定性和(hé)一(yī)致性的重(zhòng)要(yào)方(fāng)法(fǎ)。但對於汽車工業廣泛(fàn)使用(yòng)的萬(wàn)瓦(wǎ)級(jí)的(dí)激(jī)光，常(cháng)規(guī)測量(liáng)是(shì)復雜，繁冗(rǒng)，耗時的(dí) — 激(jī)光(guāng)功(gōng)率計需(xū)要專人操(cāo)作，需(xū)要(yào)配置水冷(lěng)，探(tàn)頭位置(zhì)需(xū)要精心(xīn)擺(bǎi)放以避免(miǎn)探頭損傷(shāng)同時確(què)保激(jī)光(guāng)安全，需要數(shù)分(fēn)鐘才能夠達到穩定(dìng)的(dí)讀(dú)數(shù)......在爭(zhēng)分(fēn)奪(duó)秒的整(zhěng)車(chē)生(shēng)產綫上(shàng)，定(dìng)期停機測量激光(guāng)功率(shuài)是嚴(yán)重(zhòng)的浪(làng)費。

如何(hé)能夠(gòu)兼顧(gù)高質量(liáng)和高效率(shuài)
？Ophir公司專門針(zhēn)對(duì)高功率自(zì)動化焊(hàn)接生產綫(xiàn)開(kāi)發了HELIOS 激(jī)光功率(shuài)計。不同於傳統的(dí)激光功(gōng)率(shuài)計(jì)，HELIOS隻需要0.1 ~ 10秒的(dí)時(shí)間(jiān)來(lái)測量激光的(dí)能量(liáng)，從(cóng)而獲知激光的平(píng)均功(gōng)率(shuài)；這樣可(kě)以(yǐ)在焊接(jiē)生產綫上(shàng)，利(lì)用(yòng)工(gōng)件裝載的空(kōng)閒時(shí)間，通(tōng)過(guò)機(jī)械手將焊接頭(tóu)移動到(dào)功率計探頭(tóu)上(shàng)，開啟激(jī)光數秒(miǎo)完成測量，然後(hòu)立即進(jìn)行(háng)下一次(cì)加工(gōng)。

這種巧妙的方(fāng)式(shì)可(kě)實現高(gāo)達12kW激光的(dí)全(quán)功率(shuài)實時，在綫測量。同時(shí)，由(yóu)於其瞬時(shí)測量(liáng)方(fāng)式(shì)，儀器(qì)不需要水冷或風冷，適(shì)合工業現場使(shǐ)用；入(rù)口(kǒu)具(jù)備(bèi)可程控快門，避(bì)免現場粉塵(chén)，飛濺物(wù)損傷功率(shuài)計(jì)探頭。

數據(jù)可通過Profinet，Ethernet，RS232或USB接(jiē)口傳輸(shū)至自(zì)動控製係統(tǒng)，一旦激光在(zài)加(jiā)工平麵上(shàng)的功(gōng)率(shuài)超出公(gōng)差範圍，就(jiù)可(kě)以立即(jí)采取對策(cè)來(lái)確保生產(chǎn)質(zhì)量(liáng)。

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圖3 HELIOS功率計和軟件(jiàn) 

需要(yào)關(guān)於(yú)高功率(shuài)激光器加(jiā)工(gōng)區更完整的(dí)信息(xī)
？OPHIR提供Beam Watch激(jī)光焦斑測量儀(yí)，*非接(jiē)觸(chù)式在綫(xiàn)測(cè)量(liáng)激(jī)光(guāng)聚焦(jiāo)後的焦點(diǎn)位(wèi)置(zhì)，尺(chǐ)寸，並(bìng)可根據激(jī)光功(gōng)率(shuài)測值計算功(gōng)率(shuài)焦點功(gōng)率(shuài)密度(dù)。一旦激(jī)光(guāng)參數(shù)有變，用戶(hù)將(jiāng)可(kě)以立即(jí)做(zuò)出響應(yīng)。

圖4 Beam Watch 高(gāo)功(gōng)率激光焦斑測(cè)量(liáng)儀(yí)及(jí)測量結(jié)果示意 

汽車行業隻是(shì)激光加(jiā)工(gōng)蓬勃(bó)發展(zhǎn)的一個(gè)縮影(yǐng)。在微(wēi)電(diàn)子與(yǔ)集成電(diàn)路，消費電(diàn)子(zǐ)，平板(bǎn)顯(xiǎn)示(shì)，光(guāng)伏(fú)，醫療美容(róng)，醫(yī)用材料(liào)及(jí)器件(jiàn)加工，航空航天，快(kuài)速消費(fèi)品等等(děng)領域(yù)，激光(guāng)加工(gōng)都(dū)在(zài)成為(wéi)*的技(jì)術手(shǒu)段。實(shí)時(shí)，準確，便利的激光(guāng)參(cān)數測(cè)量不(bù)僅能確保(bǎo)產(chǎn)品的(dí)品質和(hé)一(yī)致性，更(gēng)能提(tí)高效率和產能。敬請(qǐng)垂詢先鋒科(kē)技，我們(mén)為您(nín)提供(gōng)專(zhuān)業(yè)的激光測量和監(jiān)控方(fāng)案(àn)。