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    機(jī)器人課堂展示version

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    1、,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,汽車白車身的焊接方法和機(jī)器人應(yīng)用,什么是白車身,白車身(Body-in-White BIW),是指尚未進(jìn)入涂裝和內(nèi)飾件總裝階段之前的車身,故不包括發(fā)動機(jī)和內(nèi)飾件。,白車身是轎車的動力系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、內(nèi)外裝飾件等轎車子系統(tǒng)的載體,是轎車動力性、舒適性、平順性等轎車性能的載體,是轎車外觀形象、外觀質(zhì)量的載體。所以白車身的制造是轎車總車制造中的一項關(guān)鍵技術(shù)。,白車身主要構(gòu)成部件如下圖,白車身焊接焊接方法,目前主流的車身

    2、結(jié)構(gòu)是以鋼制沖壓件為主的單體式車身,一輛轎車由數(shù)百個薄板沖壓件通過焊接、鉚接、螺接及粘接等工藝連接成一個完整的車體。鋼制沖壓件的厚度一般在3mm以下,長期的實踐表明最適合這種薄鋼板的連接就是電阻焊。采用電阻焊,車身焊接變形??;由于電阻電焊為內(nèi)部熱源,冶金工藝簡單,且加熱集中,熱影響區(qū)小,容易獲得優(yōu)質(zhì)的接頭。,白車身焊接焊接方法,電阻焊,電弧焊,特種焊接,15,%,80,%,20%,5,%,白車身焊接焊接機(jī)器人,汽車車身焊接生產(chǎn)線上的焊接設(shè)備主要有,手工焊設(shè)備、自動焊專機(jī)及焊接機(jī)器人,。,其中焊接機(jī)器人是機(jī)體獨立、動作自由度多、程序變更靈活、自動化程度高、柔性程度極高的焊接設(shè)備。,焊接機(jī)器人具有

    3、多用途功能、重復(fù)定位精度高、焊接質(zhì)量高、一致性產(chǎn)量、抓取重量大、運動速度快、動作穩(wěn)定可靠等特點, 是,焊接設(shè)備柔性化的最佳選擇,,,在汽車白車身焊接中應(yīng)用廣泛。,焊接機(jī)器人分類,按照按照在,焊裝車間的用途,可以分為:點焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、涂膠機(jī)器人、螺柱焊機(jī)器人、裝配及持件機(jī)器人和激光焊接機(jī)器人。,按照在,車身焊裝生產(chǎn)線中的功能,來分可分為,(1),專用直角坐標(biāo)形式的機(jī)器人,RH型,:側(cè)面焊接機(jī)器人,被固定在底板上,完成車身側(cè)面的焊接;,RL型,:底層機(jī)器人,具有傳送設(shè)備功能,完成車身底部焊接;,RS型,:頂面移動機(jī)器人,懸掛在生產(chǎn)線的頂部,用來進(jìn)行車身的上部和內(nèi)部焊接。,焊接機(jī)器人分類,(

    4、2)6自由度機(jī)器人,6,自由度的機(jī)器人具有6個軸, 每個軸的旋轉(zhuǎn)角度均為180,360,操作空間可達(dá)到周向,360,,高3m多,擴(kuò)大了其工作范圍,且6 個自由度的運動由伺服電機(jī)驅(qū)動控制各軸,末端軸可用點焊鉗或弧焊焊槍進(jìn)行施焊。6 自由度焊接機(jī)器人可實現(xiàn)全位置焊接,達(dá)到全柔性,適用各種車型車身的任何部位的焊接。因此,,6 自由度的機(jī)器人是車身焊接生產(chǎn)線柔性化的最佳選擇。,焊接機(jī)器人選用方法,焊,接,接,機(jī),機(jī),器,器,人,人,選,選,用,用,原,原,則,則,對,機(jī),機(jī),器,器,人,人,的,的,選,選,用,用,基,基,本,本,應(yīng),應(yīng),考,考,慮,慮,以,以,下,下,原,原,則,則,:,:,1,、,

    5、、,選,選,擇,擇,與,自,自,動,動,生,生,產(chǎn),產(chǎn),線,線,結(jié),結(jié),構(gòu),構(gòu),相,匹,匹,配,配,、,、,最,最,合,合,適,適,的,的,機(jī),機(jī),器,器,人,人,;,;,2,、,、,根,根,據(jù),據(jù),能,能,保,保,證,證,接,頭,頭,焊,焊,點,點,焊,焊,接,接,質(zhì),質(zhì),量,量,和,和,產(chǎn),產(chǎn),生,生,效,效,率,率,高,的,的,焊,焊,接,接,工,工,藝,藝,,,,,選,選,擇,擇,不,不,同,同,的,的,機(jī),機(jī),器,器,人,人,末,末,端,端,軸,軸,承,承,載,載,力,力,;,;,3,、,、,選,選,擇,擇,操,作,作,范,范,圍,圍,和,和,技,技,術(shù),術(shù),性,性,能,能,參,參,

    6、數(shù),數(shù),能,滿,滿,足,足,工,工,件,件,施,施,焊,焊,位,位,置,置,的,的,機(jī),機(jī),器,器,人,人,;,;,4,、,、,在,在,滿,滿,足,足,生,生,產(chǎn),產(chǎn),規(guī),規(guī),模,模,、,、,生,生,產(chǎn),產(chǎn),節(jié),節(jié),拍,拍,、,、,保,保,證,證,焊,焊,接,接,質(zhì),質(zhì),量,量,前,前,提,提,下,下,,,,,工,工,藝,藝,設(shè),設(shè),計,計,方,方,案,案,既,既,要,要,先,先,進(jìn),進(jìn),可,可,行,行,、,、,又,又,要,要,經(jīng),經(jīng),濟(jì),濟(jì),合,合,理,理,。,。,在關(guān),鍵,鍵部,件,件、,關(guān),關(guān)鍵,工,工序,位,位,,按,需,需選,配,配機(jī),器,器人,數(shù),數(shù)量,。,。,白車,身,身焊,接,

    7、接,電,阻,阻焊,電阻,焊,焊是,將,將被,焊,焊工,件,件壓,緊,緊于,兩,兩電,極,極之,間,間,,通,通以,電,電流,,,,利,用,用電,流,流流,經(jīng),經(jīng)工,件,件接,觸,觸面,及,及鄰,近,近區(qū),域,域生,產(chǎn),產(chǎn)的,電,電阻,熱,熱將,其,其加,熱,熱到,熔,熔化,或,或塑,性,性狀,態(tài),態(tài),,使,使之,形,形成,金,金屬,結(jié),結(jié)合,的,的焊,接,接方,法,法,,主,主要,分,分為,四,四類,即,即,點焊,、,、凸,焊,焊、,縫,縫焊,、,、對,焊,焊,。在,白,白車,身,身制,造,造中,,,,通,常,常電,阻,阻焊,技,技術(shù),在,在白,車,車身,制,制造,領(lǐng),領(lǐng)域,應(yīng),應(yīng)用,最,最多

    8、,的,的是,點,點焊,工,工藝,,,,其,次,次是,凸,凸焊,工,工藝,。,??p,焊,焊很,少,少用,于,于白,車,車身,焊,焊接,,,,僅,用,用于,燃,燃油,箱,箱的,焊,焊接,。,。,下面,分,分別,重,重點,介,介紹,點焊,與,凸焊,(1,),)點,焊,焊,點焊,工,工藝,是,是白,車,車身,制,制造,中,中應(yīng),用,用最,多,多的,焊,焊接,方,方法,,,,轎,車,車白,車,車身,通,通常,有,有30005000,個,個焊,點,點,,例,例如,東,東風(fēng),標(biāo),標(biāo)致307三,廂,廂白,車,車身,的,的焊,點,點數(shù),是,是4281,個,個。,電,電阻,點,點焊,過,過程,見,見下,圖,圖。,

    9、電阻,焊,焊,點,焊,焊,在點,焊,焊過,程,程中,,,,,焊接,電,電流,、,焊接,壓,壓力,、,焊接,時,時間,是焊,點,點形,成,成的3個,根,根本,因,因素,。,。焊,點,點的,具,具體,焊,焊接,參,參數(shù),值,值是,由,由,鋼板,厚,厚度,和,裝配,狀,狀態(tài),來決,定,定。,根,根據(jù),不,不同,的,的鋼,板,板裝,配,配、,表,表面,狀,狀態(tài),、,、參,考,考板,厚,厚,,電,電流,值,值從800013500A,不,不等,,,,焊,接,接壓,力,力從21006000N,不,不等,,,,焊,接,接時,間,間值,從,從840周,波,波(1周,波,波=0.02s,),)不,等,等。,焊點,

    10、質(zhì),質(zhì)量,水,水平,是,是衡,量,量白,車,車身,質(zhì),質(zhì)量,的,的重,要,要指,標(biāo),標(biāo),,不,不過,影,影響,焊,焊點,質(zhì),質(zhì)量,的,的因,素,素比,較,較多,,,,如,零,零件,裝,裝配,狀,狀態(tài),、,、鋼,板,板鍍,鋅,鋅狀,況,況、,焊,焊點,間,間距,、,、零,件,件結(jié),構(gòu),構(gòu)、,電,電極,對,對中,狀,狀態(tài),、,、焊,鉗,鉗冷,卻,卻狀,態(tài),態(tài)、,電,電極,帽,帽修,磨,磨狀,態(tài),態(tài)、,夾,夾具,是,是否,分,分流,、,、程,序,序轉(zhuǎn),換,換開,關(guān),關(guān)是,否,否失,效,效、,焊,焊接,參,參數(shù),值,值是,否,否合,理,理等,。,。在,出,出現(xiàn),焊,焊接,質(zhì),質(zhì)量,問,問題,時,時應(yīng),

    11、從,從多,方,方面,分,分析,。,。,電阻,焊,焊,點,焊,焊機(jī),器,器人,在汽,車,車車,身,身焊,裝,裝工,藝,藝中,,,,點,焊,焊機(jī),器,器人,處,處主,導(dǎo),導(dǎo)地,位,位,,它,它的,使,使用,加,加速,實,實現(xiàn),了,了車,身,身制,造,造的,柔,柔性,化,化(Flexibility),、,、產(chǎn),量,量化,與,與自,動,動化,的,的進(jìn),程,程。,從,從焊,裝,裝線,的,的構(gòu),成,成類,型,型可,以,以看,出,出其,應(yīng),應(yīng)用,廣,廣泛,:,:,(1,),)懸,掛,掛式,點,點焊,機(jī),機(jī)+,固,固定,式,式多,點,點焊,機(jī),機(jī)類,型,型,在這,種,種類,型,型的,車,車身,廠,廠焊,裝,裝

    12、線,上,上,80%的,點,點焊,機(jī),機(jī)為,懸,懸掛,式,式點,焊,焊機(jī),(,(圖,見,見后,),),,其,其次,,,,有,幾,幾臺,套,套固,定,定式,多,多點,焊,焊機(jī),并,并輔,以,以若,干,干臺,固,固定,座,座式,單,單點,焊,焊機(jī),(,(圖,見,見后,),)。,采,采用,傳,傳統(tǒng),的,的懸,掛,掛式,單,單點,焊,焊機(jī),、,、固,定,定式,多,多點,焊,焊機(jī),的,的車,身,身焊,裝,裝線,的,的主,要,要優(yōu),點,點是,成,成線,投,投資,少,少,,因,因此,多,多為,大,大廠,建,建廠,初,初期,或,或一,般,般小,廠,廠采,用,用。,其,其最,大,大缺,點,點是,:,:車,身,身焊

    13、,裝,裝基,本,本是,人,人工,作,作業(yè),、,、勞,動,動強(qiáng),度,度大,、,、質(zhì),量,量受,人,人為,因,因素,的,的干,擾,擾。,點焊,機(jī),機(jī)器,人,人,懸掛,式,式點,焊,焊機(jī)+局,部,部點,焊,焊機(jī),器,器人,類,類型,在這,種,種類,型,型的,車,車身,廠,廠焊,裝,裝線,上,上,,大,大部,分,分的,點,點焊,機(jī),機(jī)仍,為,為懸,掛,掛式,點,點焊,機(jī),機(jī),,只,只在,關(guān),關(guān)鍵,的,的某,些,些工,位,位(,例,例如,車,車身,總,總成,合,合),上,上采,用,用了,點,點焊,機(jī),機(jī)器,人,人(,圖,圖見,下,下一,頁,頁),。,。這,樣,樣做,的,的目,的,的是,想,想充,分,分利

    14、,用,用人,力,力資,源,源,,節(jié),節(jié)省,一,一次,投,投資,。,。,全點焊,機(jī),機(jī)器人,類,類型,整個車,間,間全部,由,由點焊,機(jī),機(jī)器人,、,、弧焊,機(jī),機(jī)器人,、,、還有,專,專門負(fù),責(zé),責(zé)上下,物,物料的,搬,搬運機(jī),器,器人、,以,以及各,種,種傳送,鏈,鏈、自,動,動焊裝,夾,夾具組,合,合成無,人,人、全,自,自動車,身,身車間,,,,實現(xiàn),了,了車身,裝,裝焊的,全,全線“,柔,柔性化,”,”。,全點焊,機(jī),機(jī)器人,車,車身柔,性,性生產(chǎn),線,線,電阻焊,凸,焊,焊,(2),凸,凸焊,凸焊實,際,際上是,點,點焊的,一,一個變,形,形,,在焊件,上,上預(yù)先,加,加工出,凸,凸

    15、點,,或,或利用,焊,焊件上,原,原有的,能,能使電,流,流集中,的,的型面,、,、倒角,等,等作為,焊,焊接時,局,局部接,觸,觸部位,。,。,電阻焊,凸,焊,焊,凸焊在,白,白車身,制,制造領(lǐng),域,域主要,用,用于焊,接,接螺釘,、,、螺母,類,類零件,或,或小,件;通,常,常情況,下,下,白,車,車身螺,釘,釘或螺,母,母件的,數(shù),數(shù)量超,過,過200個。,凸焊焊,接,接時由,于,于電流,集,集中,,克,克服了,點,點焊時,因,因零件,厚,厚度不,同,同易造,成,成的熔,核,核偏移,,,,零件,的,的厚度,比,比可以,超,超過6,1,,而,而點焊,工,工藝不,同,同零件,的,的厚度,比,

    16、比不超,過,過41。凸,焊,焊時,,電,電極要,隨,隨著凸,點,點或凸,環(huán),環(huán)的被,壓,壓潰而,迅,迅速下,降,降,否,則,則會因,為,為壓力,不,不夠而,產(chǎn),產(chǎn)生噴,濺,濺或炸,電,電極,,因,因此凸,焊,焊設(shè)備,的,的電極,隨,隨動性,要,要好,焊接螺,釘,釘或螺,母,母類零,件,件的時,候,候,焊,接,接參數(shù),值,值通常,采,采用大,電,電流、,短,短時間,,,,否則,會,會容易,引,引起螺,紋,紋變色,和,和精度,下,下降的,問,問題,,因,因而凸,焊,焊設(shè)備,功,功率也,比,比常用,點,點焊設(shè),備,備功率,大,大許多,。,。,白車身,焊,焊接,弧焊,弧焊技,術(shù),術(shù),由于弧,焊,焊工藝

    17、,在,在焊接,時,時工件容易變,形,形,尺寸,不,不好控,制,制,另,外,外實現(xiàn),機(jī),機(jī)械化,和,和自動,化,化的難,度,度大,,所,所以不是白,車,車身焊,接,接的主,要,要方式。,目前,,國,國內(nèi)汽,車,車生產(chǎn),廠,廠家通,常,常采用,的,的弧焊,工,工藝方,法,法是熔,化,化極氣,體,體保護(hù),焊,焊,根,據(jù),據(jù)不同,的,的保護(hù),氣,氣體和,焊,焊絲,,熔,熔化極,氣,氣體保,護(hù),護(hù)焊分,為,為三類,即,即CO2 氣,體,體保護(hù),焊,焊、MAG焊,(,(氬氣,加,加少量CO2,或,或O2 ),和,和MIG焊(,惰,惰性氣,體,體氬氣,或,或氦氣,),)。,其中,CO2,氣,氣體,保,保護(hù)焊

    18、,、,MAG,焊,焊應(yīng)用,的,的比較,多,多,,MIG焊由,于,于成本,高,高,在,生,生產(chǎn)中,應(yīng),應(yīng)用的,不,不多。,除,除了,熔化極,氣,氣體保,護(hù),護(hù)焊,之外,,還,還有一,種,種特殊,的,的電弧,焊,焊工藝,即,即,電弧螺,柱,柱焊,。,弧焊,熔化,極,極氣體,保,保護(hù)焊,(1),熔,熔化極,氣,氣體保,護(hù),護(hù)焊,熔化極,氣,氣體保,護(hù),護(hù)焊是,采,采用連,續(xù),續(xù)等速,送,送進(jìn)可,熔,熔化的,焊,焊絲于,被,被焊工,件,件之間,的,的電弧,作,作為熱,源,源來熔,化,化焊絲,和,和母材,金,金屬,,形,形成熔,池,池和焊,縫,縫的焊,接,接方法,。,。,由于CO2,氣,氣體保,護(hù),護(hù)焊

    19、具,有,有焊接,速,速度快,、,、成本,低,低和易,于,于全位,置,置焊接,等,等特點,,,,在大,多,多數(shù)汽,車,車生產(chǎn),廠,廠家應(yīng),用,用最廣,泛,泛。,不過CO2氣,體,體保護(hù),焊,焊的缺,點,點也很,明,明顯,,即,即飛濺,大,大、煙,塵,塵大、,焊,焊縫成,型,型不良,、,、沖擊,韌,韌性低,。,。對于,飛,飛濺大,的,的問題,,,,國內(nèi),有,有些廠,家,家使用,防,防飛濺,液,液涂抹,在,在工件,表,表面來,避,避免金,屬,屬飛濺,顆,顆粒粘,附,附在工,件,件上,,焊,焊后用,抹,抹布把,防,防飛濺,液,液和金,屬,屬飛濺,顆,顆粒一,起,起擦去,。,。,弧焊,熔化,極,極氣體,

    20、保,保護(hù)焊,MAG,焊,焊和CO2,氣,氣體保,護(hù),護(hù)焊的,焊,焊絲通,常,常采用H08Mn2SiA,,,,低碳,鋼,鋼中添,加,加了硅,、,、錳元,素,素以補,償,償電弧,燃,燃燒時,引,引起的,焊,焊縫合,金,金元素,的,的燒損,。,。另外,,,,為防,止,止焊絲,生,生銹,,同,同時減,少,少送絲,軟,軟管的,送,送絲阻,力,力,焊,絲,絲表面,被,被鍍上,一,一層很,薄,薄的銅,。,。,白車身,的,的工件,厚,厚度通,常,常在0.673.0 mm之間,,,,對于,厚,厚度小,于,于1.0 mm的工,件,件而言,,,,使用MAG,焊,焊容易,引,引起工,件,件燒穿,現(xiàn),現(xiàn)象。,為,為了避

    21、,免,免工件,發(fā),發(fā)生燒,穿,穿,可,在,在厚度,小,小于1.0mm的,工,工件上,使,使用MIG焊,。,。焊絲,成,成分為,鋁,鋁青銅,合,合金,,保,保護(hù)氣,體,體為純,氬,氬氣。,從,從使用,的,的效果,來,來看,MIG,焊,焊對于,焊,焊接厚,度,度小于1.00 mm的工,件,件,避,免,免了工,件,件易燒,穿,穿現(xiàn)象,。,。,(2)螺柱,焊,焊,螺柱焊(stud welding)是將螺,柱,柱一端與板,件,件(或管件,),)表面接觸,,,,通電引弧,,,,待接觸面,熔,熔化后,給,螺,螺柱一定壓,力,力完成焊接,的,的方法。,螺柱焊接具,有,有快速、可,靠,靠、操作簡,單,單等優(yōu)點,

    22、,可,可以替代鉚,接,接、鉆孔等,工,工藝。螺柱,焊,焊主要有儲,能,能式(電容,放,放電)和拉,弧,弧式2種方,式,式。儲能式,螺,螺柱焊的焊,接,接時間、焊,接,接電流不可,調(diào),調(diào),熔深很,淺,淺,在汽車行業(yè),的,的應(yīng)用很少。,弧焊螺,柱,柱焊,目前,汽車,行,行業(yè)應(yīng)用最,多,多的是拉弧,式,式螺柱焊:,在,在螺柱接觸,工,工件后,扣,動,動焊槍開關(guān),,,,螺柱被拉,起,起,離開工,件,件;然后工,件,件與螺柱之,間,間產(chǎn)生電弧,,,,電弧產(chǎn)生,的,的熱量熔化,螺,螺柱頂部法,蘭,蘭和工件表,面,面;隨后螺,柱,柱下降浸入,工,工件表面形,成,成的熔池里,,,,設(shè)備斷電,,,,熔池冷卻,形

    23、,形成焊接接,頭,頭,焊接完,畢,畢。螺柱焊,接,接時間非常,短,短,通常在2040ms之間,,,,所以汽車,行,行業(yè)采用的,這,這種螺柱焊,接,接工藝也稱,為,為短周期螺,柱,柱焊,焊接,過,過程見下圖,。,。,弧焊機(jī)器人,在汽車的承,載,載部分,要,求,求精度和強(qiáng),度,度都比較高,,,,因為關(guān)系,整,整車安全性,和,和穩(wěn)定性;,而,而且, 車,身,身的承載部分板件(如車,架,架)都比較厚(2.0mm3mm,),),故弧焊機(jī)器人,多,多用于車架,焊,焊接。,與手工弧焊,相,相比,機(jī)器,人,人弧焊具有,如,如下優(yōu)點:,(1)生產(chǎn),效,效率高,(2)焊接,質(zhì),質(zhì)量好,(3)焊接,穩(wěn),穩(wěn)定性好,缺

    24、點有,(1)弧焊,過,過程釋放熱,量,量大,而機(jī),器,器人焊接速,度,度快,短時,間,間內(nèi)熱量集,中,中影響板件,材,材質(zhì)和形狀,;,;,(2)短,時,時間受熱,過,過大導(dǎo)致,板,板件變形,嚴(yán),嚴(yán)重,弧焊機(jī)器,人,人,影響機(jī)器,人,人弧焊大,量,量應(yīng)用的,原,原因是,焊接變形,對,對精度影,響,響大,控制機(jī)器,人,人弧焊焊,接,接變形的,方,方法有,(1)夾,具,具進(jìn)行反,變,變形,(2)控,制,制一次焊,接,接的連續(xù),焊,焊縫長度,,,,對連續(xù),長,長焊縫做,拆,拆分,(3)適,當(dāng),當(dāng)調(diào)整焊,接,接順序,白車身焊,接,接方法,激光焊,接,接,激光焊接,技,技術(shù),激光焊是,以,以激光器,輸,輸

    25、出并經(jīng),光,光源聚焦,的,的高能量,密,密度的激,光,光作為熱,源,源,對金,屬,屬進(jìn)行熔,化,化焊或釬,焊,焊。激光,焊,焊接時不,與,與工件接,觸,觸,靈活,性,性高,接,頭,頭可以是,搭,搭接也可,以,以是對接,。,。,激光焊接,的,的特點是,能,能量密度,高,高、被焊,工,工件變形,小,小、焊縫,深,深寬比大,、,、熱影響,區(qū),區(qū)窄。激,光,光焊接對,零,零件和工,裝,裝的精度,要,要求很高,,,,由于國,內(nèi),內(nèi)汽車零,件,件的精度,低,低、重復(fù),精,精度差,,激,激光焊接,工,工藝只在,國,國內(nèi)汽車,的,的少數(shù)合,資,資企業(yè)有,所,所使用,,如,如一汽大,眾,眾、神龍,公,公司、上,海,海大眾等,。,。,應(yīng)用在汽,車,車工業(yè)上,的,的激光焊,接,接設(shè)備最,早,早是CO2氣體激,光,光器,由,于,于激光器,有,有體積大,、,、光波無,法,法用光纖,傳,傳送、操,作,作難度大,等,等缺點,,近,近幾年已,經(jīng),經(jīng)被固體,激,激光器替,代,代。固體,激,激光器具,有,有激光聚,焦,焦性好、,光,光束細(xì)小,、,、波長短,、,、可用光,纖,纖傳送、,易,易于操作,等,等優(yōu)點。,白車身焊,接,接方法,激光焊,接,接,激光釬焊,原,原理圖如,下,下,謝謝,演講完畢,,,,謝謝觀,看,看!,

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