Wobble焊接技術(shù)-激光焊接技術(shù)新突破

激光焊接以高能量密度的激光束為熱源進(jìn)行高效精密焊接，由于激光焊接對(duì)工件預(yù)加工精度要求較高，要求光束在工件上的位置不能明顯偏移，若工件裝配精度或光束定位精度達(dá)不到要求，容易造成焊接缺陷，使激光焊接的工藝能力在一定程度上受到了限制。這是由于激光聚焦后光斑尺寸小，焊縫窄。

針對(duì)以上激光焊接技術(shù)存在的局限性，銘鐳激光結(jié)合行業(yè)應(yīng)用研究經(jīng)驗(yàn)，推出了一種雙楔形激光振動(dòng)的激光焊接方法，通過在焊接頭上配置特制的wobble振動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)。wobble焊接技術(shù)的應(yīng)用能夠使得激光焊接應(yīng)用更加廣泛，對(duì)更大工件，焊縫更寬的工件都能實(shí)現(xiàn)激光高效精密焊接。

早期應(yīng)用于汽車行業(yè)的激光振動(dòng)焊接，是將激光工藝和輕量化部件相結(jié)合的一種方法，不需要填充料就能進(jìn)行對(duì)接接頭的焊接，從而解決上面提到的問題。傳統(tǒng)的激光振動(dòng)焊接，準(zhǔn)直光束通過單軸振鏡振動(dòng)，經(jīng)過聚焦鏡聚焦的光斑又與焊接頭配合相對(duì)于工件移動(dòng)，形成具有一定振幅、頻率和偏移量的焊縫2軸振鏡系統(tǒng)的振動(dòng)焊接則是通過控制系統(tǒng)形成一條振動(dòng)焊縫(圖2)，需要較高的成本。  

相對(duì)于前兩種振動(dòng)焊接模式，雙楔形鏡旋轉(zhuǎn)振動(dòng)焊接(圖3)通過安裝于準(zhǔn)直鏡和聚焦鏡之間的振動(dòng)模塊(Wobble)，使聚焦光斑在焊接頭移動(dòng)的情況下產(chǎn)生螺旋線式的焊縫。當(dāng)聚焦焦距相同時(shí)，扭轉(zhuǎn)角度越大，則振動(dòng)幅度越大;扭轉(zhuǎn)角度相同時(shí)，聚焦焦距越大，則振動(dòng)幅度越大。雙楔形振動(dòng)焊接可以使焊縫加寬(降低焊縫預(yù)制條件)，同時(shí)獲得更好的焊縫成形性。

我們將普通大光斑焊接和雙楔形鏡旋轉(zhuǎn)振動(dòng)焊接(以下簡(jiǎn)稱“振動(dòng)焊接”)進(jìn)行了對(duì)比，若采用振動(dòng)焊接，可以在降低激光器功率的情況下以同樣的焊接速度形成同樣的熔深;若改變振動(dòng)焊接的參數(shù)，則可以獲得不同的焊縫寬度。

我們通過一組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比說明，通過WOBLLE模塊焊接頭和普通焊接頭實(shí)驗(yàn)對(duì)比。

這是在相同環(huán)境下，采用同種光纖激光焊接機(jī)，WOBBLE的功率是750w,普通焊接頭那組功率是1000W焊接相同厚度的304奧氏體不銹鋼(25mm*100mm)時(shí)的情況對(duì)比。通過圖片結(jié)果可以明顯看出：

從此次實(shí)驗(yàn)可以看出，當(dāng)使用WOBBLE焊接頭時(shí)，焊接質(zhì)量效果明顯優(yōu)于普通焊接頭。焊縫表面較為平整、美觀，焊接質(zhì)量較好。

WOBBLE振動(dòng)焊接模塊已經(jīng)具有了非常好的應(yīng)用，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

1、焊縫加寬(擴(kuò)大可加工部件公差范圍);

2、極高的加工重復(fù)性/工藝穩(wěn)定性;

3、更好的焊縫成型性;

4、對(duì)比普通激光焊，速度更快;