利用混合激光焊接技術改善汽車制造成本
2013-03-12
目前競爭激烈的汽車市場中有著對速度的急切需求。而從消費者方面來說，他們更為關心的是馬力。然而，在制造業中，速度就是生產量和生產率的全部。美國汽車制造商們由于眾多的原因，包括了車身設計，認知品質還有擁有成本等，正在逐步失去其市場份額。
混合的激光加工技術將一個二級能源合并到焊接池區域。混合加工技術使得激光焊接的優勢得到具體化，這些優勢包括了焊接速度得到提高，熱影響區域受到限制，焊接的接縫變窄同時具有精良的焊道外形。GMAW作為二次能源，它提高了總體的加工能量效率，降低了裝備成本的同時還提高了焊接縫隙的能力，此外，它降低了冷卻速率，同時改善了鋁的能量耦合效率。
其次，盡管設備更加復雜，但是通過減小進行焊接所需要的諧振腔的尺寸，GMAW的供能成本就降低了，從而降低了整個機器的成本。根據所要的結果可以決定GMAW焊絲進給位置在激光光束之前或之后。利用拖尾式的GMAW焊絲進給方式可以實現較高的焊接速度。GMAW焊絲被送入激光產生的熔融焊池中，這樣熔融焊絲所需要加入的二次能量就降低了。
此外，當填充焊絲到達尾部時，GMAW的電弧產生等離子體，蒸發了基底材料，從而在焊接池的前邊緣處產生了凹陷。在熔融的焊接池內的此凹陷降低了激光光束必須穿透的總深度，從而改善了穿透性能。
已有資料很好的證明了，從匙孔或者焊接區域排出的蒸汽粒子會導致激光光束的衰減（散射和吸收），從而降低與基底材料耦合的光束能量。1激光光束的散射和吸收降低了焊接的速度和深度。2膠層決定了粒子越大，衰減效應就越嚴重。
另一方面，氦氣一般是通過高壓Tube Trailer或者鋼瓶組來供給的。如圖2所示，現場的混合需要一個混合系統，它能夠準確的調節從0-100%的微小成分。總的質量系統可以通過在混合器的出口放置一個分析儀來實現監控，一旦混合比超出誤差范圍，就會報警。已有軟件和報警系統可以將這種信息傳至桌面電腦，或者通過傳真或電子郵件送至更遠的地方。
合理設計的混合激光氣體傳送系統使用戶能夠實現更高的焊接速度，相應的得到更高的生產率。關注保護氣體的參數，如類型，流量，與沖擊角度，將提高焊接質量，降低光束吸收和散射效果。
不斷發展輔助焊接技術，將一些方法如GMAW和激光技術相結合，使得用戶能夠發揮出兩項技術的優勢，并且從中受益。
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