激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等长处而遭到航空航天、机械、电子、轿车、造船和核能工程等范畴的遍及注重。尤其在轿车出产中,无论是车身拼装仍是轿车零部件的出产,激光焊接都得到了广泛的使用。据有关资料计算,欧美工业发达国家50% ~70%的轿车零部件都是用激光加工完结的,其间首要以激光焊接和切开为主,激光焊接在轿车出产中已成为规范技能。
激光焊接使用技能
1、轿车车身激光焊接技能
轿车车身是典型的薄板壳构造,由低合金高强度薄钢板经冲压、取舍、整形制成掩盖件,并经焊接安装而成。车身安装中焊点可达几千个,传统焊装选用的是电阻点焊技能。电阻点焊技能是用两个电极从两个方向压紧工件,在两块搭接件上加压并通电,使触摸面间构成焊点而将工件焊在一起。为满意结合和外形需求,各焊点间要坚持一定间隔。点焊时焊钳在工件边际下进行焊接,凸缘宽度需求16mm;而激光焊为单边焊接,凸缘宽度只需5mm。把点焊改为激光焊,仅此一项每辆车就可节省钢材40kg。
激光焊接构成的窄而深的焊缝简单使工件焊透。激光头和待焊件之间无任何机械触摸,不存在加工机械应力。激光焊缝的拉伸强度和疲劳强度与母材适当,契合承载力需求,这样可使构件资料减薄,车身分量减轻。一起,因为激光焊接选用计算机控制,所以具有较强的灵活性和机动性,能够对形状特别的门板、挡板、齿轮、仪表板等进行焊接。加上光纤传输系统和机械手,就可完成轿车安装出产线的自动化。
2、激光拼焊技能
激光拼焊技能是激光焊接使用于轿车制作业最成功、效益最显着的一项技能。轿车工业开始使用拼焊板时,首要是为了处理轧机轧出的钢板板宽不行的疑问,经过拼焊技能来满意轿车工业对宽板的需求。跟着轿车工业的开展,拼焊板向着差厚板方向开展,即可将不一样厚度的钢板拼焊,这时才真实达到了轿车钢板拼焊的意图。创造激光拼焊板技能的蒂森克虏伯公司于1985年在奥迪100的出产制作中首次使用了这一技能。激光拼焊技能是在进行车身制作时,依据车身不一样部位的功能需求,挑选钢材商标、品种、等级和厚度不一样的钢板,经过激光裁剪和拼焊,将车身某一部位如侧围、底板、车门内门、支柱等(见图1)拼焊起来再冲压成形,意图是在确保车身强度的前提下,下降车身分量。这种技能具有一系列优越性:
(1) 削减零件数量及很多冲压加工的设备和工序。拼焊能够一体成形,依据不一样部位对强度的不一样需求,将不一样厚度的板料焊在一起,再一次冲压成形,一起可进步车身精度,削减很多冲压加工的设备、工序和模具。
(2) 减轻构件分量。因为选用不一样钢板拼接,对易腐蚀的部位可选用涂镀层钢板以进步使用寿命,对不接受载荷或载荷较小的部位可选用更薄的钢板,而对接受载荷的部位可选用高强度钢板,不再需求焊接加强筋,使车身构造大大简化,然后削减钢材耗费和出产成本,减轻车身分量,终究下降轿车能耗。
(3) 进步构件构造质量和可靠性。因为选用接连的焊接替代不接连的点焊、铆接,车身刚度和紧固性、安全性得以很大进步。
(4) 为出产宽体车供给能够。因为轧机约束,不能够出产太宽的钢板,而轿车对宽板的需求日趋急迫。选用激光拼焊不失为一种有用而经济的技能办法。激光拼焊使轿车外型更漂亮、舒服。
在剖析车身构造的基础上进行优化规划,挑选少量几种典型的钢板拼焊成形,可进步资料使用率,省去二次加工进程,并大大削减模具数量。日本丰田轿车公司侧围出产线选用拼焊板后,零件数量削减66%,模具从20副削减为4副,资料使用率由40%进步到65%。选用激光拼焊,一台中型轿车可减重9kg且不会影响其强度。
当前,国外大型钢铁公司都在大力开展激光拼焊出产线。安赛乐米塔尔已具有激光拼焊出产线35条,其商品在欧洲市场占有率超越50%;意大利Solblank公司已有14条激光拼焊出产线投入出产,并且还准备在英国及美国树立4条激光拼焊线;蒂森克虏伯已在印度尼西亚和美国(底特律)树立了激光拼焊合资公司;英国钢铁建成了能向轿车制作商供给拼焊板的专门中间(公司) ;美国和日本也都树立了相似的公司。当前,西欧出产的拼焊板占世界总产量的70% ,美国出产的占20% ,日本出产的占10%。
中国一些轿车制作厂家已经在有些新车型中选用了激光焊接技能,如上海大众在新上市轿车车身制作中选用了激光焊接技能;武汉华工激光工程公司为轿车前纵梁供给了几百套不等厚激光焊板,焊接质量达到了欧洲规划规范。蒂森克虏伯鞍钢中瑞激光拼焊板有限公司是鞍钢首条直接面向轿车制作公司的激光拼焊板出产线,它标志着鞍钢在冷轧商品深加工范畴迈出了重要一步。
