简介：莱德-WF系列激光焊接设备是一种高速、高精度、高可靠性的大型激光板材焊接加工设备。铅-WF激光焊接技术提高了工件的精度，焊缝平整无杂质，强度高，均匀致密，材料利用率可达100%。目前，激光焊接设备已成功应用于化工、啤酒、制药等行业。1.（1） 激光焊接的意义概况2001年以前，我国换热板片基本采用传统的焊接方式，欧美等国家较早使用了这一新技术，大量采用激光焊接的换热板片和罐体出口到我国，导致我国相关企业在竞争中处于被动地位。领先的激光技术团队已成功开发出高速、高精度、高可靠性的大型激光板材焊接加工设备。该设备是一种先进的加工技术，它利用激光通过中心穿透熔焊将上部薄不锈钢板与下部厚或相同厚度的不锈钢板焊接在一起。焊接的上下板可以有不同或相同的厚度，一般薄板小于3mm，厚板小于20mm。热交换罐和装置如蜂窝夹套和板式热交换器可以通过焊接形成。该工艺可大大降低工人的劳动强度，无焊条损耗和环境污染。CNC控制有效提高了工件的精度，焊缝平整、无杂质、强度高、均匀致密，焊后工件变形小，无需额外打磨工作。材料利用率可达100%，加工效率提高一倍。此外，通过专用自动编程软件的控制，可以方便地改变焊接模式，以满足不同制冷剂、耐压和热交换的需要。(2)这类设备广泛应用于啤酒、化工制药、冰水等行业。2.影响激光焊接的主要工艺参数(1)激光功率；通常高于形成针孔效应所需的临界功率。(2)能量密度：能量密度一般大于106W/cm2。(3)焊接速度：焊接速度主要与激光功率有关，在保证熔深和熔透的情况下，焊接速度随功率的增大而增大。(4)保护气体：主要是氩气、氦气和氮气。使氩弧焊焊缝光滑均匀，氦气能显著增强熔透能力。(5)喷嘴系统：主要与喷嘴直径、喷嘴板距、焦距有关。如果喷嘴直径大，气压高，会得到很好的保护；如果太大，容易污染对焦镜。喷嘴距离过大，焊缝得不到很好的保护；如果太小，喷嘴会过热，污染镜头。如果焦距太长，镜头不容易被污染，但如果焦距太小，镜头就容易损坏。但如果焦距过小，一般根据光源的类型和功率选择焦距为190-300mm的对焦镜头。(6)分段焊接时最好使用透镜进行聚焦，因为连续焊接时间短，这样透镜不会因透镜发热而变形，而且透镜的聚焦能量密度比较高。同时可以实现氦氩保护气体的同轴喷涂，穿透效果也不错，但是金属汽化后的后溅容易污染镜片。如果焊接长直线，采用反射抛物面聚焦，焦距200MM，聚焦镜直接冷却，可以实现长时间连续焊接。通过增加隔离窗镜，可以实现保护气体的同轴喷射，能量密度相对较小，可以达到类似的深穿透焊接效果。3.设备组成激光焊接设备由激光器、机床本体、冷却系统、外部光导系统、辅助气体、自动编程软件和夹具组成。主机由数控系统、底座、龙门移动横梁、Z轴聚焦系统、工作台和伺服驱动液压气动夹具组成。图1铅WF激光焊接设备4。关键技术(1)双层板的夹紧技术。该机采用四缸同步液压
(2)环焊与丝焊的互换技术。该设备既可用于圆周焊接，也可用于长直线焊接。圆焊是用两个压梁在焊接区域压住板料实现的，焊接时板料不动，而丝焊需要板料在CNC的控制下移动V轴或W轴，焊枪不动。这种焊接方式需要U轴跟随，双向前后压轮压住要贴在下板上的钣金，Z轴跟随。该功能基本满足啤酒罐制造行业的要求。图2焊接工件的夹紧、送料和移动导向机构(3)由于焊接薄板宽2m，长12m，本设备采用六组液压夹具同时在宽度方向夹紧薄板。除了夹紧工件之外，夹钳还有一个上下浮动机构，以吸收纸张传送过程中产生的振动误差。电机驱动精密减速器，采用齿轮齿条传动方式，驱动送料小车按照CNC指令来回运动，实现板料的送料。因为焊接后的变形导致材料
漂移，另于机床后部加装一套移动导向装置，确保焊接过程中高精度平稳运动。（4）CNC控制系统
各种工艺参数选定后，后续焊接工作完全由CNC自动控制。控制系统选用FAGOR80558055M数控系统，该系统采用模块化结构，由中央处理单元、I／O接口、监控器／键盘面板、伺服电源模块、伺服驱动模块和伺服电机组成。
（5）Ramping 焊接技术应用
制罐行业用蜂窝夹套板和换热器板需要在鼓胀后通一具有一定压力的冷媒，如水酒精和氨水等，因而要求焊缝既要美观更要一定的强度，还要杜绝泄露或进水与回水通道相串通。激光焊接可以方便地控制开关光闸，但若起弧与收弧控制不好极易造成焊不透或焊穿板料，该设备采用Ramping焊接技术，保证焊接起停阶段的激光功率随时间而随意设定，通过计算封闭轨迹，推断焊接速度与时间的关系，使搭接强度不低于正常的焊接区域。例如：焊接一个圆圈大约需要3秒钟，从起弧到收弧的轨迹长度正好对应p－t曲线，则下列时间—功率曲线就反映了Ramping焊接技术具体应用。
图3 焊接轨迹工艺曲线示例
6．激光焊接的步骤和方法
（1） 上料，找正使板边与运行方向一致；
（2） 根据所焊板料参数在编程软件库中编辑；
（3） 自动生成加工程序并传给 CNC；
（4） 启动CNC，并运行机床；
（5） 焊接完成下料；
7．结束语
（1） 该设备已成功应用于化工，啤酒，制药等行业，焊接质量高，成本底，运行平稳，自动化程度高，加工效率高。
（2） 目前该设备可进行蜂窝夹套板、通道式夹套板和瓦楞板的叠加焊接，随着市场需求的扩大，还可应用于更广泛的加工领域。
（3） 目前焊接质量还很难在线实时监测，只能凭经验通过声音，光，颜色等的变化，待焊接后判断，或通过事先设定参数做试板取得鼓胀压力和流量的有关数值符合行业标准后再批量生产。
