侵权投诉
当前位置:

OFweek激光网

激光设备与仪器

正文

欧洲汽车制造离不开激光焊接

导读: 汽车工业是激光加工重要的应用领域,占激光加工15%的份额,激光焊接、激光切割、激光标记、激光打孔都有着广泛的应用。

  世界上第一个激光器的成功演示在 40 多年前,在今天,激光科学技术蓬勃发展,其作用远远超出了其发明初期人们原有的预想,激光技术的应用目前遍及科技、经济、军事和社会的许多领域。汽车工业是激光加工重要的应用领域,占激光加工15%的份额,激光焊接激光切割、激光标记、激光打孔都有着广泛的应用。

  激光焊接的技术可行性

  激光(受激辐射光)最基本的特点就是:单色性、方向性、相关性,这些独特性质加上由此而来的超高亮度,超短脉冲等性质使它已经紧紧的和现代工业结合在一起,这些特质非常适合焊接加工。激光器一般按产生激光的工作物质不同来分类,主要有半导体(GaAs,InP 等)激光器、固体(Nd:YAG 等)激光器、气体 (CO2、He-Ne 等)激光器、液体(可调谐染料等)激光器、化学激光器、自由电子激光器等。其中气体激光器以气体或金属蒸汽为发光粒子,它是目前种类最多,激励方式最多样化,激光波长分布区域最宽,容易实现大功率连续输出,应用最广泛的一类激光器。固体激光器是将产生激光的粒子掺于固体基质,其浓度比气体大,因而可以获得比较大的激光能量输出,具有能量大,峰值功率高,机构紧凑,牢固耐用等特点。在激光焊接中主要就采用这两种受激物质的激光器。

  激光焊接技术在制造领域的应用稳步增长,由脉冲到连续,由小功率到大功率,由薄板到厚件,由简单单缝到复杂形状,激光焊接在不断的演化过程中已经逐步成为一种成熟的现代加工工艺技术。激光焊接分为脉冲激光焊接和连续激光焊接,在连续焊接中又可分为热传导焊接和深穿透焊接。随着激光输出功率的提高,特别是高功率CO2 激光器的出现,激光深穿透技术在国内外都得到了迅速发展,最大的焊接深宽比已经达到了12:1,激光焊接材料也由一般低碳钢发展到了今天的焊接镀锌板、铝板、钛板、铜板和陶瓷材料,激光焊接速度也达到了每分钟几十米,激光焊接技术日益成熟,并大量应用到生产线上,在汽车生产线上如齿轮焊接,汽车底板及结构件(包括车门车身)的高速拼焊并已取得了巨大的经济和社会效益。

  据有关资料统计,在欧美发达工业国家中,有 50%-70%的汽车零部件是用激光加工来完成的。其中主要以激光焊接为主和切割为主,激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺。激光用于车身面板的焊接可将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起,然后再进行冲压,这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。激光焊接的速度约为4.5m/min,而且很少变形,省去了二次加工。激光焊接加速了用冲压零件代替锻造零件的进程。采用激光焊接,可以减少搭接宽度和一些加强部件,还可以压缩车身结构件本身的体积。仅此一项车身的重量可减少56kg。激光焊接用于车顶外壳与框架焊接,传动转换器盖板的焊接,由CNC 控制,其循环时间约为16 秒,实际焊接时间仅为3 秒,一天可连续运行24 小时。用于焊接小轿车的变速箱总成和底盘,激光束的焊接速度快,易于自动化控制并且易于归并到一个灵活的制造系统中,激光束改进了厂家的产品设计投产周期,降低了成品的废品率。

  激光焊接在汽车行业中的应用

  采用激光焊接可以给汽车制造业带来巨大的经济效益,如车身装配中的大量点焊,把两个焊头夹在工件边缘上进行焊接,凸缘宽度需要16mm,而激光焊接是单边焊接,只需要5mm,把点焊该为激光焊,每辆车就可以节省钢材40kg。用传统点焊焊接两片0.8mm 的钢板冲压件,平均是20 点/min,焊距是25mm,即速度为0.5m/min,用激光焊速度可以达到5m/min 以上。采用激光焊接技术,不仅降低成本,还大大提高了生产效率。目前,一套千瓦级的激光加工机器人系统只要几十万美元,新型激光器的安全性和可靠性也得到了保证,其故障停机率仅2%,防护措施也极为可靠。激光焊接时需要工件接触面紧密吻合,这在工艺上是不容易实现的,但目前先进的夹持方法和适合激光焊接的凸缘设计使这一问题得到了解决,激光焊接技术的逐渐成熟使得各大汽车厂商无一例外的将激光焊接应用到了汽车生产线上。

  美国是最早将高功率激光器引入汽车工业的,在美国汽车工业中心底特律地区有 40 余家激光加工站,用于汽车金属件的切割和齿轮的焊接,使汽车的改型从5 年缩短到2 年。美国通用汽车公司已经采用22 条激光加工生产线,美国福特汽车公司采用Nd:YAG 激光器结合工业机器人焊接轿车车体,极大地降低了制造成本,2000 年美国三大汽车公司已经有50%的电阻点焊生产线被激光焊生产线所取代。在日本,激光焊接在生产线上成功的应用为世界所瞩目,如在汽车车体制造中采用将薄钢板实施激光焊接后冲压成型的新方法,现在已为世界上大多数汽车厂家所仿效。世界上很多著名汽车公司都建有专门的激光焊接专用生产线:Thyssen 钢铁公司的轿车底板拼焊生产线,大众汽车厂的齿轮激光加工生产线,奔驰汽车厂的18 个厂房里有8 个厂房安装了激光加工设备。

1  2  3  4  5  6  下一页>  
声明: 本网站所刊载信息,不代表OFweek观点。刊用本站稿件,务经书面授权。未经授权禁止转载、摘编、复制、翻译及建立镜像,违者将依法追究法律责任。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

OFweek品牌展厅

365天全天候线上展厅

我要展示 >
  • 激光工程
  • 研发工程
  • 光学工程
  • 猎头职位
更多
文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: