激光焊接機器人:焊接材料表面有涂層對焊接效果的影響
在實際生產(chǎn)中,許多金屬部件在進入焊接工序前已帶有防銹油、鈍化膜、導(dǎo)電涂層或絕緣漆等表面處理層。用戶在引入激光焊接機器人時常忽略這一因素,導(dǎo)致焊縫氣孔、飛濺增多、熔深不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)虛焊。事實上,涂層對激光焊接的影響不可忽視,需從物理機制和工藝應(yīng)對兩方面理解。

涂層如何干擾激光焊接過程?
激光焊接依賴高能量密度使材料局部熔化。當(dāng)表面存在涂層時,可能發(fā)生以下情況:
能量吸收變化:部分涂層(如黑色磷化膜)會增強激光吸收,導(dǎo)致局部過熱;而透明或反光涂層則可能降低能量利用率;
氣體釋放:有機涂層(如防銹油、油漆)在高溫下分解產(chǎn)生氣體,若來不及逸出,會在熔池凝固前形成氣孔;
雜質(zhì)混入焊縫:涂層中的非金屬成分(如硅、硫)進入熔池后,可能降低焊縫強度或引發(fā)電化學(xué)腐蝕;
等離子體屏蔽:揮發(fā)性物質(zhì)電離后形成等離子體云,部分阻擋后續(xù)激光束,造成能量衰減。
常見涂層類型與應(yīng)對策略
對于防銹油或脫模劑這類有機殘留物,高溫下會迅速氣化,極易在焊縫中形成氣孔并引發(fā)劇烈飛濺。建議在焊接前進行清潔處理;若無法完全去除,可采用高離焦量配合低功率進行預(yù)燒,提前揮發(fā)污染物。
鋁合金陽極氧化膜本身致密且導(dǎo)熱性差,會阻礙激光能量有效傳導(dǎo)至基材,導(dǎo)致熔深不足、焊縫顏色發(fā)黑。此時應(yīng)適當(dāng)提高激光功率密度,并輔以氮氣保護,以改善熔池流動性并減少氧化。
在動力電池制造中常見的導(dǎo)電涂層(如涂覆于極耳表面的碳系或金屬系涂層),若厚度過大(通常建議控制在2微米以內(nèi)),會導(dǎo)致焊接時電阻異常、局部過熱甚至產(chǎn)生爆點。推薦使用脈沖激光模式,通過精確控制單脈沖能量避免涂層劇烈反應(yīng)。
而鍍鋅鋼表面的鋅層在激光作用下會迅速汽化,鋅蒸氣若滯留在熔池中,冷卻后易形成孔洞或裂紋。對此,可采用光束擺動焊接技術(shù)擴大熔池開口,同時配合側(cè)向吹氣(如壓縮空氣或惰性氣體),加速鋅蒸氣排出,有效提升焊縫致密性。
涂層并非不能焊,但必須納入整體工藝設(shè)計。一臺適應(yīng)性強的激光焊接機器人,應(yīng)能通過參數(shù)調(diào)節(jié)、輔助手段和過程監(jiān)控,有效應(yīng)對不同表面狀態(tài)帶來的挑戰(zhàn),確保焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠。


掃一掃添加微信