激光焊接机器人：焊接材料表面有涂层对焊接效果的影响

在实际生产中，许多金属部件在进入焊接工序前已带有防锈油、钝化膜、导电涂层或绝缘漆等表面处理层。用户在引入激光焊接机器人时常忽略这一因素，导致焊缝气孔、飞溅增多、熔深不稳定，甚至出现虚焊。事实上，涂层对激光焊接的影响不可忽视，需从物理机制和工艺应对两方面理解。

涂层如何干扰激光焊接过程？

激光焊接依赖高能量密度使材料局部熔化。当表面存在涂层时，可能发生以下情况：

能量吸收变化：部分涂层（如黑色磷化膜）会增强激光吸收，导致局部过热；而透明或反光涂层则可能降低能量利用率；

气体释放：有机涂层（如防锈油、油漆）在高温下分解产生气体，若来不及逸出，会在熔池凝固前形成气孔；

杂质混入焊缝：涂层中的非金属成分（如硅、硫）进入熔池后，可能降低焊缝强度或引发电化学腐蚀；

等离子体屏蔽：挥发性物质电离后形成等离子体云，部分阻挡后续激光束，造成能量衰减。

常见涂层类型与应对策略

对于防锈油或脱模剂这类有机残留物，高温下会迅速气化，极易在焊缝中形成气孔并引发剧烈飞溅。建议在焊接前进行清洁处理；若无法完全去除，可采用高离焦量配合低功率进行预烧，提前挥发污染物。

铝合金阳极氧化膜本身致密且导热性差，会阻碍激光能量有效传导至基材，导致熔深不足、焊缝颜色发黑。此时应适当提高激光功率密度，并辅以氮气保护，以改善熔池流动性并减少氧化。

在动力电池制造中常见的导电涂层（如涂覆于极耳表面的碳系或金属系涂层），若厚度过大（通常建议控制在2微米以内），会导致焊接时电阻异常、局部过热甚至产生爆点。推荐使用脉冲激光模式，通过精确控制单脉冲能量避免涂层剧烈反应。

而镀锌钢表面的锌层在激光作用下会迅速汽化，锌蒸气若滞留在熔池中，冷却后易形成孔洞或裂纹。对此，可采用光束摆动焊接技术扩大熔池开口，同时配合侧向吹气（如压缩空气或惰性气体），加速锌蒸气排出，有效提升焊缝致密性。

涂层并非不能焊，但必须纳入整体工艺设计。一台适应性强的激光焊接机器人，应能通过参数调节、辅助手段和过程监控，有效应对不同表面状态带来的挑战，确保焊接质量稳定可靠。