現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)生產(chǎn)效率及質(zhì)量的要求越來(lái)越高，激光焊接以其高速高效的優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)行業(yè)中得到充分的應(yīng)用，并不斷的發(fā)展。近年來(lái)，激光掃描焊接的出現(xiàn)使得工業(yè)生產(chǎn)效率大大提高。

激光掃描焊與傳統(tǒng)的激光焊接主要區(qū)別是激光束定位方法不一樣，掃描焊技術(shù)通過(guò)激光束入射到掃描振鏡的X，Y軸兩個(gè)反射鏡上，計(jì)算機(jī)控制反射鏡的角度，實(shí)現(xiàn)激光束的任意偏轉(zhuǎn)，使具有一定功率密度的激光聚焦在加工工件表面的不同位置，實(shí)現(xiàn)焊接功能，同時(shí)負(fù)透鏡的線性移動(dòng)，使焦點(diǎn)位置在Z方向上具有一定的調(diào)節(jié)范圍，激光掃描焊接的原理如下圖所示。由于聚焦鏡聚焦距離長(zhǎng)，反射鏡小角度偏轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)激光束在焊點(diǎn)(縫)之間可快速切換，其定位時(shí)間幾乎為零。在國(guó)外，激光掃描焊接一般以長(zhǎng)焦距、大掃描范圍和高度靈活的激光束偏移為主要優(yōu)點(diǎn)，其可以利用500 mm或更長(zhǎng)的焦距，掃描焊接范圍一般超過(guò)1 m，因此國(guó)外也將掃描焊接系統(tǒng)稱為遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)(Remote Welding System， RWS)，更長(zhǎng)的工作距離可以大幅降低激光污染。國(guó)外目前也將機(jī)械手與掃描焊接技術(shù)配合，稱作robscan welding，利用機(jī)械手多個(gè)自由度的靈活移動(dòng)，可以將振鏡掃描頭定位到任意一點(diǎn)和任意的角度，針對(duì)大零件、復(fù)雜曲面零件進(jìn)行快速的多點(diǎn)焊接，所以也稱作三維激光掃描焊接，該技術(shù)被稱之為“飛行加工”(processing-on-the-fly)，這是目前最為高效的焊接技術(shù)。

華工激光法利萊和ROFIN公司合作，以工藝中心為平臺(tái)，合作開(kāi)發(fā)飛行焊接的應(yīng)用。ROFIN公司提供4kw光纖激光器與SWS掃描焊接頭，華工激光配備ABB機(jī)械手與控制系統(tǒng)，進(jìn)行光機(jī)電系統(tǒng)集成。二者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手進(jìn)行三維激光遠(yuǎn)程焊接工藝的試驗(yàn)研究，共同探索三維激光遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

該系統(tǒng)掃描最佳范圍為380*380*70mm，在XY平面內(nèi)距離300mm，定位時(shí)間只需要12ms。焊接速度最快可達(dá)40米/分鐘。焊接頭焦距為660mm，保護(hù)鏡片距離焊接點(diǎn)的距離為472mm，通過(guò)2層氣刀保護(hù)，以減少焊接飛濺對(duì)保護(hù)鏡片的影響。SWS焊接頭可以工作在2種模式，一個(gè)是靜態(tài)模式，機(jī)械手需要在焊接位置停頓，焊接頭在可掃描范圍內(nèi)進(jìn)行焊接。一個(gè)是飛行模式（On-The-Flying），焊接頭控制柜需要讀出機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度、坐標(biāo)，計(jì)算出正確的掃描圖形。在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行掃描，這對(duì)控制和計(jì)算提出了更高的要求。

應(yīng)用掃描焊接可通過(guò)改變焊縫形狀及分布來(lái)優(yōu)化焊接強(qiáng)度，大大增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性：焊縫形狀可以任意設(shè)定，圓形、方形、橢圓等均可；焊縫方向可以任意設(shè)定，橫向、縱向、斜向等均可；焊縫分布可以根據(jù)需要任意設(shè)定；同時(shí)可以優(yōu)化應(yīng)力分布。通過(guò)焊縫形狀、焊接位置等的優(yōu)化，達(dá)到優(yōu)化結(jié)構(gòu)和工裝夾具、工藝等設(shè)計(jì)，從而降低材料成本，減少設(shè)備占地面積，最終增加企業(yè)效益。尤其在汽車白車身行業(yè)，三維激光遠(yuǎn)程焊接以其高生產(chǎn)率、高柔性、減少的占地面積、以及焊接各種不同外形零件的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，有逐步取代傳統(tǒng)電阻點(diǎn)焊的趨勢(shì)。

華工激光與ROFIN共建的三維激光遠(yuǎn)程焊接展示平臺(tái)正式投入運(yùn)行后，將著力為企業(yè)提供高效高質(zhì)量的焊接解決方案。