傳統的固體激光器焊接工藝是汽車車身制造中一種成熟的工藝過程。這種工藝的發展促使了機器人 控制激光掃描焊接工藝的誕生。在這種新的工藝中，機械臂的彎曲移動與激光掃描儀的動態位置移動緊密相關。奧迪在其后續產品的車門上率先引入了這種高效的制造技術。 在此技術的發展過程中，最大的挑戰是尋找合適的激光光束質量的激光源。傳統激光焊接應用中，具有光束質量為25毫米*mrad的燈泵棒系統，其可用性為1000次，隨著估值大于99%時，這些光束源會設置一個新的實用性標準。然而，對于激光掃描焊接來說，則需要更高的光束質量，因為掃描光學系統的加工場大小與可能的工作范圍與光束質量息息相關。僅僅通過改變激光棒的形狀以提升光束質量已經是不可能的了，只有新穎的激光概念才能滿足改善光束質量的要求。TRUMPF公司為工業應用開發了圓盤激光器，并已經在世界范圍得到廣泛應用（見圖1）。它以8毫米*mrad的光束質量作為高功率激光器系列標準為驕傲，其最大能量范圍為8千瓦。圓盤激光器用于所有的激光應用中，從切割、傳統的焊接到激光掃描焊接等等。 圖1 TruDisk 6002——TRUMPF公司6KW功率輸出圓盤激光器， 集成了壓縮機冷卻器與最大六路光纖輸出TRUMPF公司為大功率激光器的工業應用研發專用掃描焊接頭。目前只有該公司開發的機器人導引解決方案通過了德國汽車行業嚴格的認證測試，并已應用于其系列生產中（見圖2）。最近，DaimlerChrysler汽車公司開始將此工藝應用于新的車體制造過程中。從2007年1月開始，Audi就已經借助這種激光工藝進行焊接處理，從而將其積累下來的激光焊接經驗得以更好的應用。 圖2：TRUMPF PFO 33（可編程調焦光學系統） ——德國汽車制造商首度將機器人引導掃描光學系統應用于其系列產品中的車身部件焊接中相比較傳統工藝而言，激光掃描焊接工藝的最大優勢在于明顯地提高了生產效率。通過掃描頭的快速映像移動，用于定位機器人的時間明顯縮減，因此極大地減少了加工時間。與每秒0.5個焊點的接觸電焊相比，激光掃描焊接可在每秒完成3-4個焊點。這使得對激光束有更加充分的利用，同時對提高經濟效率意義重大。另外，圓盤激光器的高效也確保了激光源的低生產成本。與燈泵浦系統相比，插座能效僅是前者能量損耗的25%，并且減少了使用者對基礎設施的需求（如廠房空間與冷卻需求）。 大眾汽車和奧迪的研發工程師研究了激光掃描焊接工藝的優勢。同時奧迪成功解決了工裝夾具與零部件準備等各種挑戰，今天它們生產的部件質量更加卓越。奧迪的專家們同時研發了激光輔助預處理技術，以保證鍍鋅層處理部件也具有較高的焊接質量。他們采用的激光源是TRUMPF公司制造的Nd:YAG 脈沖激光器。 TLS_384大功率圓盤激光器——高功率下的卓越光束質量在帕薩特小批試產之后，激光掃描焊接工藝及其系統組件在2005年被應用于大眾汽車公司的系列產品中。系統組件的高實用性得以驗證，并提高了利潤率。現在奧迪已經在其系列產品中始終執行這一工藝。從2007年初，后續的奧迪 A4車門就已經采用激光掃描焊接工藝與TRUMPF公司制造的4千瓦圓盤激光器。應用此技術后，四個制造單元每天可生產1800扇車門。每個激光掃描系統均為TRUMPF公司的生產的TruDisk 4002，它們采用了最新的圓盤激光器。此設備的4千瓦輸出僅由兩個圓盤產生。奧迪依靠激光網絡的優勢允許激光必要時彼此相互連接，可以輕松地實現備用與激光最大限度的利用。 TRUMPF集團是全球激光技術及系統的領導制造商之一。通快的激光產品主要由高性能的二氧化碳激光器及燈泵浦及二極管泵浦固體激光器，打標激光器及多軸激光系統組成。 需要了解更多消息，請登陸：www.trumpf-laser.com 電話：+86-21 6385 9668 傳真：+86-21 6385 9608 電郵：[email protected] 網址：www.siberhegner.trumpf.com 作者： Kurt Mann博士： 于德國凱撒斯勞滕大學獲得物理學博士學位。 1987-1990年于柏林固體激光學會任項目經理。1990年后任職于德國Schramberg的TRUMPF激光公司，任產品經理，目前負責TRUMPF集團CO2激光器與固體激光器的全球銷售業務。 Rudiger Brockmann博士： Rudiger Brockmann博士于Munster應用科技大學從事激光應用技術研究；并在開姆尼茨—茨維考工業大學進行相關工程研究；于開姆尼茨理工大學獲得博士學位。 2002至2006年，在大眾汽車從事工藝過程研發。目前在位于德國Schramberg的TRUMPF激光公司負責所有輸出功率大于1千瓦的固體激光器的產品管理。