远程激光焊接技术（RLW）是一项基于传统原理的较新技术，也就是从远处利用振镜（或反射镜）在工件上方移动（扫描）聚焦的激光光束，对于固态激光RLW来说距离大约为0.5-1 m，对CO2 激光RLW系统来说约为1.5 m。
大众Passat汽车进行后面板
的焊接.图中所示是后座顶
部,后车窗下方的金属薄板.
三块薄金属板冲压件被焊
接在一起制成了这个面板.
扫描范围从几分之一平方米到几个平方米，这取决于振镜是在固定装置上还是在可以移动的装置上。在工件上扫描的速度范围在每米几个毫秒，这个速度大大降低了焊接间的重新定位时间。这就是RLW原理中很重要的周期优势之一。
焊接速度是工件处激光功率、材料规格、装配接点，以及焊接材料类型等参数的函数。这样，有可能焊接速度为每秒三个，这相当于传统电阻点焊机的六倍。通常完成一个电阻点焊（RSW）需要两秒。而且，利用传统的电阻点焊（RSW）几乎不可能实现这么高的效率。
此外，焊缝的外形可以通过编程实现不同的几何外形和轮廓，如圆形，正弦波，开口的圆，螺旋线，这使得激光焊接与传统点焊和MIG焊接相比更具有结构上的优势。RLW还有其他方面的优势，加工方面的效率优势，以及灵活性，这些特点正如亨利.福特（福特汽车公司创始人－编者注）最早提出的那些特点一样都是传统流水线所不具备的。
最初的发展
该技术最先的进展始于高功率激光器的开发，其目标旨在使激光器产生的光束可以被聚焦到一个小光斑上，这就确保了在工件上有足够的功率密度，可以从一个较远的距离进行匙孔焊接。
早期对RLW的发展做出贡献的是John Macken，他是Optical Engineering公司（Santa Rosa, CA）的奠基人，他们所生产的独特的4kW激光器，利用了磁性增强的电流放电效应，使得人们可以在以前从未试过的距离处进行薄金属板的焊接。
计中,机器人位于半圆形的
中心.半圆形的边界上是三
个工作站,放置了夹有各种
部件的固定夹具。
第一台工业RLW设备，主要是为汽车工业而设计的，它于1999年搭建而成，是由Aetna工业公司（Centerline, MI.）和Rofin-Sinar公司（Plymouth, MI.）以50/50合作比例研制而成。它的最终实现一方面由于Rofin公司的slab激光器拥有出色的光束质量，另一方面由于双方都认识到这一方案在汽车工业领域具有广阔的应用前景。
Aetna/Rofin系统采用了透射式光学元件来进行光束聚焦，而不是使用反射镜。这一系统进一步的发展，也就是Utica公司（Shelby Township, MI）和Optical Engineering公司将这一系统引进到克莱斯勒（Chrysler）公司的制造厂，带来了RLW技术在工业领域的全面应用。
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决定RLW技术前途有两个关键性问题，一是汽车制造商们的兴趣，二是使用激光光束焊接镀锌材料时有关的技术问题。由于竞争和日益增长的成本问题的驱使，汽车制造商不断寻求更好，更经济的制造技术，期望能减小厂房空间，找到更灵活的制造手段，既不昂贵又可以实现快速换产。实现快速换产变得越来越重要，因为制造商已推出车型的产量会随着时间而显著下降。
所有主要的企业和一些非汽车工业的相关公司，参观了Aetna或者Rofin公司，观看了火花四溅的场景和原型零件在RLW设备下的加工情况。总的说来，这些公司至少都给予了口头肯定。
利用激光来焊接镀锌车身部件是一个比预想中更严重的问题，它在许多年内阻碍了应用的发展。即使目前，仍存在着不同的观点。占优势的理论认为利用激光来焊接两块压紧的镀锌薄钢板是不可能的，或者说至少是很难以接受的。两种立场都是有道理的，因为目前没有理由来否认物理学原理，也无法防止两块钢板间残留的锌蒸气从熔融的钢焊池中喷出，这个效应将带来多孔和焊接处外观上的缺陷。同样，现有的用于电阻焊的焊接标准也基本上不允许（很少有例外）将激光焊接应用到白车身的制造过程中。
已经有几种技术被开发出来克服锌蒸气的问题，为锌蒸气提供“出路”提供了不同的方案。比如，使焊接材料表面产生特殊形状的变形，或者巧妙地夹紧焊接组件，这就为RLW在工业上的应用开辟了道路。
另一种手段包括了把锌和其他材料（如铜）接合在一起，这可以通过把铜箔（或铜块）粘在镀锌的两块钢板间，使得在焊接的过程中形成合金，以便减少锌蒸气的排出。
光焊接系统.它被设计成
一个平台式的结构,激光
器谐振腔被置于平台的
顶部,扫描单元置于底部.
其他的方案涉及了匙孔动力学，它利用了振荡效应，使用多束激光束替代了以往的一束，或者应用了矩形的激光光斑以及光束入射角度的变化作用到材料上。
然而，看起来似乎这个问题仍然是存在的，这些公司不得不接受这种状况，除非一种“适合激光加工”的物质或者材料涂层被研发出来。
尽管具有多孔性外观，利用激光来焊接镀锌的薄金属板与电阻点焊一样实用，或者甚至优于后者。认识到这一点，就可以自然的改变传统的焊接标准，采取适当的制造和检测等监控机制，以便处于领先地位。
因此，在2004年Dearborn, MI举行的激光会议（汽车激光技术应用-ALAW）期间，德国Wolfsburg大众汽车焊接工艺负责人在介绍大众汽车Golf车体时，人们看到75%由激光焊接的汽车车身就不至于太惊讶了。
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总体上远程激光焊接(RLW)既有优势也有挑战。与传统的使用短焦距光学元件的激光焊接过程相比，它具有两方面的优势。如上所述，内部焊接光束的高速移动使得周期大大缩短。此外，聚焦的元件离的很远，因此可以加工在短聚焦情况下无法到达的地方，这就使得远程激光焊接(RLW)适用于更大范围内的产品。用来固定焊接产品的装置与传统固定夹具相比更为便宜，也不那么复杂，但是可能会需要包含输送保护气体的喷嘴。
在改变生产程序时，RLW不论从技术角度还是从经济角度都是可取的。因为只需移动和更换固定夹具，而激光系统只需要被重新编程。
图1显示了柔性焊接单元的设计，它是2000年由Aetna的激光实验室提出的。在这里，机器人被放置于半圆形的中心。半圆形的边界上有三个工作站，分别设有固定夹具，每个上面都放置了各种零件。操作人员手工装卸这些零件，具有快速切断特点的机器手举起这些固定夹具，放置到远程焊接系统的激光光束处，远程焊接系统被置于台架上。这种方案大大增加了RLW焊接的范围，而且允许激光焊接头穿过夹具基座上的孔焊接某些零件的内部。
工作站的夹具是可以相互替换的，可以固定不同的零件，这就使得该系统成为一种真正柔性的生产工具。
从那时以后，远程激光焊接（RLW）的新发展已经为市场带来了许多其他有趣的解决方案。除了成功的应用于白车身加工的各个方面外，RLW在许多不同领域也获得应用，或引起关注，如仪表板，前保险杠支撑，后座板，防侧撞横梁，发动机架，管材，金属薄板的焊接，等等。此外，在电器以及其他非汽车工业的领域内的进展也是明显的。
可惜的是，从应用的角度来说，我们倾向于仅仅使用新工具来替代旧工具，而忽略了要利用新工具所带来的独特的可能性。激光技术，尤其是远程激光焊接（RLW）技术，为制造商们提供了一种焊接方面节约成本的替代工具，为新的设计拓宽了领域，以最终实现更好的，结构更合理的产品。
CO2远程激光焊接系统
现在，能够实现的改进包括：传统点焊技术所要求的－减少或去除凸缘，单面焊接，将激光光束射入小孔或者狭窄的空间，消除设计间隙，更好的材料利用率，更好的结构特性等。
就目前来看，以激光加工为理念来设计产品的制造过程，还有待设计行业加以实现。
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目前市场上有两种主流的RLW设计，差别主要是固体激光器与CO2激光器，尤其是光束传导能力方面的区别。
CO2激光器要求反射镜将光束从谐振腔入射到扫描头上。这样，这两者之间的距离必须尽可能的缩短以避免外部环境条件对光束的影响（振动，污染，在更长距离条件下需要“光束调节”硬件设备）。因此，远程激光焊接系统（RLW）被设计成一个集成的单元，通常是平台类型，激光器放置在平台的顶部，扫描单元在底部。这种方案的典型例子是图2中所示的Rofin RLW系统。图3中的是TRUMPF的CO2 RLW系统。
固体激光器的波长（如常见的YAG激光器）允许光束使用光纤进行传输，因而谐振腔和扫描装置之间可以相距几百英尺。这样，扫描装置可以被接在平台上，或者接到机械臂上。后者就是TRUMPF公司采用的方案（如图4）。
因为YAG激光光束质量和扫描头大小的问题，机器人化的RLW的扫描范围比CO2激光类型的要小，但是总的工作范围还是在机械臂的可操作范围内。这些系统都有各自的优缺点，应用中才能得到最终判断。机器人手臂运动的惯性使得整个时间周期稍微更长，但是扫描头可在三维空间操纵，这样就可以从各个方位焊接更大更复杂的物体。同时，使用光纤本身就便于光束分路和光束共享。
器焊接系统。使用了一台YAG激
光器，并用光纤进行光束传输。
另一方面，基于CO2激光器的RLW提供了快得难以想象的加工周期，但主要仅限于二维平面内的操作。如果要从各个角度进行焊接，就必须旋转部件。
另一个问题涉及了CO2和YAG谐振腔所出射激光束的不同波长。反射率和焊接材料的类型成为决定用哪种类型激光器的重要决定因素。
有些想法有待人们去发现，有些则隐藏在我们日常不变的现状下。不管情况如何，前进的趋势是无法挡的，而发现的道路总是一样的：它需要一个好的领导，一个好的团队来将想法付之行动。这样，在制造的过程中适当的时机终将出现。
看起来RLW似乎已经在激光制造公司、汽车制造商、研发机构和供应行业中寻找到了使用它的领袖和团队，而且已经建立了在现代焊接技术中的稳定地位。虽然它不是解决所有焊接问题的万能方案，但是它将继续在各种不同的应用领域中找到自己的下一片天地。
光纤激光器和圆盘激光器的发展为远程激光焊接带来了振奋人心的新希望。
Michael Bembenek
(m.bembenek@weltrax.com)是一名独立激光行业顾问。
(www.laserglobalservices.com)。
