车身激光MIG复合焊接

会计学1车身激光MIG复合焊接激光-MIG复合焊接技术原理Nd:YAG激光器焊接金属时激光束强度可达106W/cm2，当激光到达材料表面时，该点的温度迅速升高到挥发温度，并形成挥发孔，焊缝最明显的特征是具有很高的深宽比。MIG电弧燃烧能量密度稍高104W/cm2。激光复合焊的基本原理见图1。除了电弧向焊接区输入能量外，激光也向焊缝金属输入热量。激光复合焊技术并不是两种焊接方法依次作用，而是两种焊接方法同时作用于焊接区。激光和电弧在不同程度和形式上影响复合焊接的性能。第1页/共11页

激光-MIG复合焊接提高了熔深和焊接速度。焊接过程中金属蒸气挥发，并且反作用于等离子区。等离子区对激光有轻微吸收，但可以忽略不计。整个焊接过程的特性取决于选择的激光和电弧输入能量的比例。

工件温度对于激光能量的吸收是一个决定性的因素。开始焊接时需解决表面反射问题，尤其是铝合金。当工件表面达到挥发温度时形成挥发孔，这样几乎所有的能量都可以传到工件上。焊接所需要的能量由随温度变化的表面吸收率和工件传导损失的能量来决定。在激光-MIG复合焊接时，挥发不仅发生在工件的表面，同时也发生在填充焊丝上，使得更多的金属挥发，从而使激光的能量传输更加容易。第2页/共11页激光-MIG复合焊接特点

MIG焊的特点在于电源成本低，焊缝桥联性好、电弧稳定性好，易于通过填充金属改善焊缝结构。而激光束焊的特点在于熔深大，焊接速度高，热输入低，焊缝窄，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属的物理性质及表面吸收率和反射率所决定，铝合金对可见光和红外线都具有较高的反射率（约达90%），因此铝合金焊接时需要更大功率的激光器，并需要采用特殊的工艺措施减少反射，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，所需能量就会下降。第3页/共11页而激光复合焊接可以结合两者的优点，既能获得所需要的焊缝形貌，又能在激光焊接速度较高的前提下，充分利用电弧焊过程的稳定性。另外，电弧热的作用使所需激光焊机的功率可以相应减小。第4页/共11页激光复合焊接是将两个电弧进行复合，两个电弧相互影响和支持。不仅焊接过程更稳定，而且形成的熔池比单用激光束焊要大，搭桥能力更好，可允许更大的焊接装配间隙。同时，激光复合焊接的熔池比MIG焊的要小，热输入低，热影响区小，工件变形小，大大减少了焊后纠正焊接变形的工作。激光-MIG复合焊接将产生两个独立的熔池，而后面的电弧输入的热量同时起到了焊后回火处理的作用，降低焊缝硬度（尤其是焊接钢材）。由于激光复合焊接的焊接速度非常高，因此可以降低生产时间和生产成本。第5页/共11页激光-MIG复合焊在车身焊接上的应用举例德国大众Phaeton的车门焊接，见下图

。为了在保证强度的同时又减轻车门的质量，采用冲压件、铸件和挤压成形的铝件。车门的焊缝总长4980mm，其中7条MIG焊缝(总长380mm)，11条激光焊缝(总长1030mm)，48条激光-MIG复合焊缝(总长3570mm)。激光复合焊同样用于新型奥迪A8汽车的生产。在其侧顶梁上有各种规格和形式的接头采用MIG-激光复合焊工艺，焊缝共计4.5m长。第6页/共11页由于接头形式各异，激光复合焊并不是适用于车门上的所有焊缝。在接头装配间隙很大的位置，采用具有良好桥联能力的MIG焊比激光焊或复合焊更有优势。反之，接头间隙非常小的焊缝，热能集中，采用焊速快的纯激光焊是最好的方案。需要强调的是,激光-MIG复合焊接系统可以同时实现MIG焊、激光焊、激光-MIG复合焊3种工艺。关闭MIG焊时，系统成为激光焊；反之关闭激光则系统成为MIG焊。如果没有激光复合焊系统，奥迪A8的车门就不得不更多采用厚而重的铝铸件。第7页/共11页激光复合焊另一特点就是具有很宽的焊速调整范围。例如，复合焊在焊接Phaeton车门的对接接头时，焊接速度1.2~4.8m/min都是可行的。通常焊丝送丝速度为4~9m/min,激光功率为2~4kW。最优化的焊速是4.2m/min，送丝速度6.5m/min，激光功率2.9kW。MIG-激光复合焊接最大焊接速度可达9m/min。激光复合焊适用于4mm以下的铝、钢和不锈钢等材料的焊接。第8页/共11页结束语MIG-激光复合焊技术为汽车工业提供了一种全新的焊接技术