激光焊接金牌助力活动 | 工艺升级之钣金设计在激光焊接箱体结构中的作用

　　冷冽的寒风也挡不住激光焊接活动的火热，纷至沓来的激光焊接金牌助力活动参赛作品当中，一件具有浓厚的行业代表性和似曾相识的外观直接抓住我们应用工程师的眼球：使用氩弧焊焊接工艺的高低压配电柜壳体：

　　在通快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

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TruLaser Weld 5000 BE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TRUMPF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。