解决方案简介

使用 ARM 光纤激光器
改善汽车座椅焊接

简介

随着制造商寻求平衡整体重量（影响燃油效率）与强度和耐撞性，汽车前座结构变得越来越复杂。现在，通常采用包括三到五层厚钢夹层的座椅结构来满足这些相互矛盾的要求。通常使用高强钢 (HSS) 来减少组装厚度并因此减轻重量。

但是，焊接这些多层结构提出了挑战。第一项挑战是在焊接复杂形状的零件时需要保持一致的熔深。第二项挑战是飞溅，需要进行焊后清洁。最后，如果高强钢在暴露于焊接厚组件所需的超高激光功率后冷却过快，则特别容易开裂。

工艺

使用 II-VI RLSK 远程激光加工头（450 mm 焦距）将具有 100 μm/290 μm（中心/环形）直径传输光纤的Coherent HighLight FL-ARM 光纤激光器以 3 倍放大倍率聚焦在工作表面上。激光功率为 1800 W/5000 W（中心光束/环形光束）。调整焊接速度可获得优异效果，例如，焊接厚组件时可采用 6.3 m/min 的速度，焊接薄组件时可采用 8.8 m/min 的速度。我们与底特律的 II-VI HighYAG 应用实验室合作完成了这些测试。

成果

由于闭环功率控制以及 HighLight FL-ARM 光纤激光器固有的后向反射保护技术，最终焊缝熔深非常均匀。最重要的是，使用特殊的焊接端接方案获得了无裂纹的高强钢焊缝。具体来说，这涉及到在焊缝末端的中心和环形光束中单独降低功率。这显著降低了零件冷却时出现的温度梯度，正是这种温差冷却导致了应力开裂。 FL-ARM 将提供的激光能量分散到大面积上并最大程度降低温度梯度的这种能力还使得湍流更少和熔池更稳定，这无形中消除了这些测试中的飞溅。