工艺升级之钣金设计在激光焊接箱体结构中的作用

 

在应用工程师过往的工作中，也接触过类似的样件，而且我们也特别针对氩弧焊、气保焊等传统焊接和激光焊做过工艺优势的对比。

工艺升级

钣金设计在激光焊接

具有翻边45°斜接接口箱体结构中的应用

样件示意图

对箱体结构搭边量的优化

图2 角焊缝搭边量改进

 

如图2、3所示，其中，t为板厚，a为搭接量占板厚的百分比，b为激光中心在板断面的位置，α为激光倾角。

图3 激光焊接搭边量

图4 搭边量优化示意图及实际激光焊接效果

 

通过激光焊接系统自动调焦系统精确设置离焦量为10.00mm，调焦精度为0.01mm。通过高倍CCD相机精确定位b值，可以实现在不填加焊丝的情况下得到圆润的激光焊缝，如图4b所示。该搭边量优化方案适用于3mm及以下厚度，其中a、b、α值由t值决定。

边角释放槽的设计

在传统焊接过程中，一般采用矩形或圆形边角释放槽。但该类型边角释放槽，在进行激光焊接时极易造成焊穿或不饱满的情况。

图5 边角释放槽示意图

 

图6 边角释放槽激光焊接设计示意图

 

通过调用激光焊接边角释放槽工艺块，对产品结构进行优化。在激光焊接后，可以得到非常饱满、圆润的焊接效果，几乎不需要二次处理，极大的减少了后续加工的时间，如图7所示。

a)焊接前                       b)焊接后

图7 边角释放槽实际激光焊接效果

 

翻边45°斜接接口的设计

在焊接不锈钢箱体结构中，由于折弯变形量的存在，在翻边45°斜接接口位置很难闭合紧密，如图8，A处所示，采用激光焊接极难处理。因此，该接口的设计将直接影响到箱体结构的焊接质量。同时在B处也会存在较大的孔隙，直接激光焊接很难处理。

图8 优化前结构示意图、

 

对于该种情况，本文对箱体结构进行了优化。在设计时将台阶面部分金属进行切除，再延伸出两个小台阶面，如图9a所示，之后在展开时，以其端面为基准，将先前切除部分补齐，如图9b、9c所示。在图8中B处，做两个台阶面交错延伸，以增加金属补偿量，弥补在此处产生的孔隙，如图9d所示。

 图9 翻边45°斜角接口钣金设计示意图

 

图10 翻边45°斜角接口激光焊接效果

 

图10为实际激光焊接之后的效果。由图10a可以看到在接口处闭合紧密，完全满足激光焊接工艺要求。焊缝表面美观，过渡自然，无凹陷、焊穿等现象。

 

DMC640MH优点：

工作过程中，如焊接点线位时，我们可对激光器输出的激光功率进行有效的控制，根据每个焊接点的特性控制不同焊点时匹配的激光功率，从而保证激光焊接质量，避免出现PCB板烧板或虚焊现象。

预送锡焊接工艺，降低上锡难度，提升上锡准确率，解决焊料多寡一致性问题。