统的灵活性体现在：对机器人供应商，可以根据客户需
求方便地创建焊接工作站并迅速配置好软件；对客户，
整个系统可以很方便地配置并迅速投入生产。 !
图 "! 控制流程
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热加工
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我国深水半潜式钻井平台设计和
建造技术获重要突破
%’#’ 年 #’ 月 #) 日，8." 计 划 海 洋 技 术 领 域 “"’’’- 水深半潜式钻井平台关键技术研究” 课题顺利
通过国家科技部验收，验收专家组认为，课题在深水半 潜式钻井平台设计和建造技术方面取得了重要进展，部 分关键技术成果达到国际领先水平。
件安装脚本。它只在机器人控制器第一次启动时或者冷
启动时运行，运行时将不同的软件模块安装到控制器
中，并配置好所选的 # $ % 板卡以及板卡上的信号量。
%& 结语
本文描述了一种柔性焊接工作站，系统采用模块化
的软硬件设计，集成了焊接所需的各种必需的设备，并
配置了可定制的软件和简单易用的人机交互界面。该系
焊接提供了有利条件。 （%） 要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的
位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺寸 小，焊缝窄。如工件装配精度或光束定位精度达不到要 求，很容易造成焊接缺陷。
’% 激光深熔焊的影响因素 激光深熔焊的 影 响 因 素 包 括 激 光 功 率、 激 光 束 直 径、材料吸收率、焊接速度、保护气体、透镜焦长、焦 点位置、激光束位置、焊接起始和终止点的激光功率渐 升以及渐降控制。
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热加工
量密度的大小，熔焊又可分为热传导焊和激光深熔焊两 种基本形式。国内乘用车企业使用较多的激光焊接方式 主要是激光钎焊和激光深熔焊。下面就两种激光焊接方
钎焊是利用激光将焊丝熔化，然后利用机器人的牵引将 熔化的焊丝浸润被焊零件，最终熔化的焊丝填充到所需 焊接的工件之间，完成焊接。钎焊属于固相连接，它与
)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))) 安装脚本是根据客户的需求和选项而生成的一个软
目前，激光焊接已经作为一项成熟的焊接技术应用 式作一个对比，为厂家引进激光焊接技术提供参考。
于国内外各大汽车公司，与汽车行业传统的电阻点焊相
比，激光焊接技术对于减少车身焊接变形、加强车身强
度、降低车身重量以及减少油耗等方面有着极为明显的
优势。为了提高产品的竞争力，各大汽车厂家都在不断
地引进激光焊接技术。本文就激光焊接两种方式进行对
热加工
焊 接 与 切 割! "#$# 年 第 "" 期 "!*!*
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! ! ! ! ! ! ! 研究与应用 !"#"$%&’ ( )**+,&$-,./
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的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔， 小孔外材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流 动的稳定态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前 导光束前进速度向前移动，熔融金属填充着小孔移开后留 下的空隙并随之冷凝，于是形成焊缝（见图 "）。
! ! ! ! ! ! ! 研究与应用 !"#"$%&’ ( )**+,&$-,./
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激光钎焊和激光深熔焊的应用对比
奇瑞汽车股份有限公司! （ 安徽芜湖! "#$%%&） ! 宋! 成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
! ! 【 摘要】! 哥本哈根气候会议引领了全球的低碳经济，从而也引起了乘用车行业焊接技术的革新。激光
焊接技术将作为一种新型的焊接技术越来越广泛地为广大厂家所接受。本文重点介绍激光钎焊和激光深熔焊 的特点，将两种激光焊接方式进行一个有效的对比。
比，为汽车厂家引进激光焊接提供一个有效的参考。 当前，应用于车身的激光焊接主要分为两种方式：
一种为熔焊，不需要填充物质，激光直接作用在工件表
图 (! 激光钎焊
一、激光钎焊
面上进行焊接；另一种为填充焊，即通常所说的钎焊
#& 激光钎焊的原理
（见图 (），主要应用于汽车顶盖的焊接。根据激光束能
激光钎焊与普通钎焊焊接工艺类似，不同的是激光
武汉法利莱公司提供的焊接质量在线检测系统包括 焊前装配状态及拼缝位置、焊接过程的稳定性以及焊后 焊缝质量等在线检测，对可能导致焊接缺陷、拼缝位置 偏离等进行预报，对焊接过程中出现缺陷及时报警，以 便及时重焊，避免发生断带现象。
针对激光深熔焊接过程中可能出现的气孔，日本的 2 34565 发明了激光摆动法，即光束沿焊接方向迅速地 来回摆动，时间控制在匙孔出现后与等离子体出现之 前，避免了等离子体的产生。
技术。目前，国内乘用车行业制造水平 .!!"$ )--。%’’7
年，中国乘用车市场出现“井喷”现象，在引进激光技术
的时候，基本上是“ 不差钱”。但乘用车企业一定要根据
本企业的经济实力和本企业的制造水平来进行选择。如果
为了追赶潮流，进行盲目的攀比，最终可能出现“花钱买
经验的结果”。 !
（%’#’’8’7）
图 "! 激光深熔焊 #$ 等离子体! %$ 熔池! "$ 激光束! &$ 焊缝
!% 激光深熔焊的优点 （#） 焊接机器人可以采用远距离的方式对被焊工件 进行焊接。 （%） 焊接效率高。由于 激 光 光 束 容 易 传 输 和 控 制， 又不需要经常更换焊炬、喷嘴，显著减少停机辅助时 间，所以负荷系数和生产效率比激光钎焊高。 （"） 高的深宽比。因为熔融金属围着圆柱形高温蒸 汽，腔体 形 成 并 延 伸 向 工 件，焊 缝 就 变 得 深 而 窄。 从 而，深宽比最大可以达到 #’( #。 （&） 高致密性。因为充满高温蒸汽的小孔有利于焊 接熔池搅拌和气体逸出，导致生成无气孔熔透焊接。焊 后高的冷却速度又易使焊缝组织微细化。 （)）可以焊接“ 三明治” 板。在乘用车行业，为 了降低车身在行驶过程中的噪声，在某些部位进行涂胶 处理（例如 * 柱内板和侧围外板的连接），这些涂胶的 部位构成“ 三明治” 板，如果采用激光深熔焊，则可以 直接穿透胶层进行焊接。 &% 激光深熔焊的缺点 （#） 受焊接母材的限制，不同的母材在焊接时对激 光的吸收率不同。激光照射在金属表面，一部分被反 射，其余部分被吸收，所吸收的激光功率在固体内部按 一定规律变化，激光吸入金属材料的深度，只限于表面 下 ) + #’,-。 金属对波长 #$ ’.!- 的 /0% 激光的吸收随温度变化 而变化。在熔化温度时，吸收率急剧增加。多数金属熔 化时其电导率急剧减小到 # 1 " + # 1 %，这就必然导致反射 率与导热率的突变。表面熔化后吸收率的增大，对激光
二、激光深熔焊
$% 激光深熔焊原理 激光深熔焊冶金物理过程与电子束焊极为相似，即 能量转换机制是通过“ 小孔” 结构来完成的。在足够高 的功率密度光束照射下，材料产生蒸发形成小孔。这个 充满蒸汽的小孔犹如一个黑体，几乎全部吸收入射光线 的能量，孔腔内平衡温度达 #* %%%3 左右。热量从这个 高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔的金属熔化。 小孔内充满光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸 汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体 材料。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生
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熔焊方法不同，钎焊时母材不熔化，采用比母材熔化温 度低的钎料，加热温度采取低于母材固相线而高于钎料 液相线的一种连接方法。当被连接的零件和钎料加热到 钎料熔化，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母材 相互溶解和扩散，以及在母材间隙中润湿、毛细流动、 填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接。
图 #! 激光拼接
（&） 由于激光束可以实现分光，可用半透镜、反射 镜、棱镜以及扫描镜等光学元件进行时间与空间分割， 所以激光钎焊能实现多点同时对称焊。
&% 激光钎焊的缺点 （"）钎焊结构强度比较低，耐热能力比较差! 由于 母材与钎料成分相差较大而引起电化学腐蚀，致使耐蚀 力较差及装配要求比较高。 （#）送丝速度的影响! 反射的激光功率受送丝速度 的影响很大，送丝速度的提高将使激光的反射能量明显 增加。,-.’/010 对激光束与焊丝的相互作用进行了专门 的试验研究，并对焊丝反射部分的能量进行了测量，发 现反射的激光功率受送丝速度的影响很大，送丝速度的 提高将使激光的反射能量明显增加。因此，适当选择送 丝速度是激光钎焊的关键。 在奇瑞 +* 行李箱盖焊接过程中，将激光的焦点定 于工件上方 "#’’ 处，焊丝紧贴件送入，工件上的光斑 直径约为 (’’，焊丝直径为 "$ #’’。激光的能量一部分 用于熔化焊丝，一部分用于预热工件，保证熔融的焊丝 在母材上有较好的铺展，但并不会对母材有严重的烧 损。由于光斑的直径约为 (’’，因此钎料的铺展范围被 约束在大约 ( 2 )’’ 的宽度。考虑到实际的焊接速度和 焊缝需要的熔敷钎料的填充量，适当的送丝速度匹配相 应的激光功率和光斑直径是非常重要的。 ’% 激光钎焊的影响因素 质量缺陷与错误的工作距离、焦点侧面的位置、钎 焊丝校准、焊丝没有穿过焦点中心、钎焊丝温度、钎焊 丝的材料、激光功率、漏气、间隙尺寸、钎焊丝进给速 度、机器人的速度以及时间的控制等有密切关系。