3D 機器人雷射焊接機 是目前常用的一種新型焊接方法。這 3D 機器人雷射焊接機由「焊接工作台」和「焊接機械手臂」兩部分構成。這 3D 雷射焊接機器人將發射的雷射光束耦合到光纖中，然後利用平行光束聚焦在產品上進行連續焊接。焊接中光線的連續性使得焊接的實際效果更強，焊接處更加精緻美觀。
3D 機器人雷射焊接機可達到焊接速度快、變形小、無氣泡等實用效果。同時，在焊接過程中， 3D 雷射焊接機器人可以對產品難以觸及的部位採用非接觸式雷射焊接，操作使用更加靈活方便；此外，該焊接機還配備了 CCD 攝影機即時監控系統，使焊接定位更好。精確，可以方便地觀察焊接過程中焊點的能量分佈，大大提高了焊接產品的美觀；同時， 3D 機器人雷射焊接機還可以幫助企業實現生產的自動化，還可以同時加工生產多束雷射，從而實現產品的大量生產。
飛機焊接
採用焊接整體機身壁板取代傳統的鉚接機身壁板，可大幅減少零件的數量，降低製造成本，提高生產效率。因此已成為大型民機製造技術的發展趨勢之一。由於雙雷射光束焊接對蒙皮長桁結構具有更明顯的w8減量化效果，同時對於複雜構件具有更好的空間可及性，因此受到了廣泛的關注。目前，空中巴士等航空製造公司已在其多款機型上採用了雷射焊接整體機身壁板製造技術。然而基於焊接的整體機身壁板製造技術是當代民機製造技術的困難之一。目前，大型客機設計中的機身壁板鋁合金焊接新技術在製程性上有其自身的特性。
飛機焊接雷射焊接機器人
機器人因其重複性高、可靠性好、適用性強而被應用於各行業。目前，航太產品的製造過程仍是勞力密集、工序複雜、勞動條件惡劣，並輔以大量工裝夾具和手工製造。自動化生產能力不足，成為限制武器裝備可靠性與生產能力提升的瓶頸。在大力發展航空航太的時代，航太製造業將工業機器人應用於自動化生產，對於企業生產模式轉型升級、先進裝備製造能力提升具有重要意義。焊接是正規航空航太產品製造過程中的重要環節。焊接機器人在這裡扮演的角色極為重要。
鋁合金雷射焊接性概述
自 1 世紀誕生以來 雷射焊接機 1960年起，雷射焊接技術迅速發展。 1965年開發出用於焊接厚膜元件的紅寶石雷射焊接機。 1974年，世界上第一台五軸雷射加工機—龍門雷射焊接機在福特汽車公司誕生。後來，美國福特汽車公司開發了雷射焊接生產線。如今，可用於焊接的雷射發生器已從第一代 CO2 從氣體雷射到 YAG 固體雷射器，以及最新的光纖雷射。雷射焊接的最大優點是能量集中，導致焊接接頭深寬比大、焊接變形小。隨著雷射光束品質的不斷提高，雷射焊接現已成為一種成熟的焊接方法，廣泛應用於國民經濟和國防建設的不同領域。
鋁合金密度低、耐蝕性好、抗疲勞性能高、比強度和比剛度高，是飛機結構的理想材料。近年來，雖然鈦合金、複合材料等新材料在航空航太領域受到廣泛關注，但由於鋁材資源豐富、性能優良、易於加工、成本低廉等一系列優點，新型材料的不斷湧現隨著傳統鋁合金熱處理技術的發展和新型鋁合金（如鋁鋰合金）的出現，可以預見，鋁合金在未來相當長的一段時間內在飛機結構中的應用仍將具有不可替代的優勢。因此，鋁合金焊接技術已成為重要的技術關鍵。採用雷射焊接技術連接鋁合金航空零件具有焊接深寬比大、焊接熱影響區小、焊接變形小、焊接速度高等優點。然而，鋁合金雷射焊接存在一些技術困難。
大型客機機身壁板雷射焊接方案詳解
在大型客機機身蒙皮長桁架雷射焊接部件中，單條焊縫長度可能超過4m。同時，由於蒙皮和長桁架都很薄，因此透過焊接生產可以有效保持焊接過程的穩定性。成功的關鍵之一。在此解決方案中，雙雷射光束同時焊接在蒙皮內側的兩側。為了保持外蒙皮的完整性，焊接過程不能穿透蒙皮，T形結構不需要過度強調長寬比。關鍵是形成連續、無缺陷、高性能的焊接接頭。因此，雷射深熔焊時必須保持小孔和熔池的穩定性。
主要從2個方面考慮：一方面從焊接工裝及設備保障角度，需要保持高精度的裝夾和雷射聚焦定心，在工件的運動過程中保持較高的重複性。 3D 機器人雷射焊接機控制焊頭。定位精度和軌跡定位精度，必要時採用適當的追蹤系統；另一方面，由於液態鋁合金流動性好，表面張力低，熔池穩定性差，同時鋁的電離能低，焊接過程輕。等離子容易過熱和膨脹，也會導致焊接穩定性差。因此，應從焊接冶金的角度進行研究。
1. 鋁合金對雷射光束的初始表面反射率非常高（超過 90% 對於 CO2 雷射和接近 80% 對於YAG雷射而言），需要較大的雷射功率才能形成熔池；
2.由於冶金、製程等多重因素的影響，鋁合金雷射焊接更容易產生氣孔；
3.鋁合金是典型的共晶合金，在雷射焊接快速凝固條件下更容易產生熱裂紋；
4.雷射焊接間隙適應性小，銲接件組裝精度高；
5.鋁合金線膨脹係數大，容易產生焊接變形；
6.鋁合金導熱係數大，冷卻時間短，熔池冶金反應不充分，易產生缺陷；
7.液態鋁合金流動性好，表面張力低，熔池穩定性差。
雷射焊接技術是航空航太製造焊接鋁合金最有效的方法
雷射焊接技術仍然是航空航太領域焊接鋁合金最有效的方法之一。隨著不斷的實驗和研究，雷射焊接逐漸展現出其良好的工藝性能和焊後機械性能。與傳統的TIG焊接和MIG焊接相比，雷射焊接具有焊接品質高、精度高、速度快的特性。它是目前發展最快、研究最多的方法之一。近年來，國際上許多科學研究人員對鋁合金雷射焊接進行了大量的研究，並逐漸形成了更可靠的鋁合金雷射焊接技術。
與傳統鉚接機身壁板相比，雷射焊接機身壁板減量效果明顯，可提高連接件的性能，並具有降低製造成本、提高生產效率的優勢。但雷射焊接產生的應力集中、變形問題在鉚接過程中並不存在。大型客機機身壁板雷射焊接過程是一個尺寸大、厚度小、焊接多的複雜焊接過程，其變形過程十分複雜。
火箭焊接
引擎是火箭的心臟，惡劣的工作條件對火箭引擎的結構提出了苛刻的要求。噴管體區域需要承受尾焰氣流的衝擊和強烈振動，高速噴射速度超過4馬赫。噴嘴延長段內、外層之間的距離僅為 1mm這是一片冰與火的雙層天空：夾層內部流動著低於-100℃的低溫燃料，夾層外部則噴出超過3000℃的超音速尾焰。夾層需承受數十甚至幾百個大氣壓力的衝擊和由此引起的強烈震動；一系列嚴格的要求對引擎焊接品質提出了巨大的挑戰。
火箭焊接雷射焊接機器人
3D 機器人雷射焊接機作為火箭發動機殼體與噴管延伸部的焊接方法具有許多優點。傳統火箭引擎噴管延伸段分為：再生冷卻型、輻射冷卻型、排氣冷卻型、燒蝕冷氣型。真空釬焊是銑槽再生冷卻噴嘴夾層常規的焊接方法。此方法焊縫強度一般，操作工序複雜。焊接需要在真空環境下進行。焊接過程實現自動化難度較大，對操作人員的技術等級要求比較高。高，且製造週期長，生產成本高。經過分析論證，確定銑槽再生冷卻噴嘴夾層結構焊接首選雷射焊接。具有製造週期短、自動化程度高、環境要求低等優點。可大幅縮短火箭發動機噴管研發週期（可壓縮至1小時），降低噴管製造成本，進而有效降低火箭發射成本。
