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激光焊接技术减少模具数量汽车制造工艺飞跃

2009-03-07 09:42
雷本祖
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        在汽车制造工艺里,焊接是汽车装配流水线上一道不可缺少的工序。通常来讲,车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方式。在零件焊接上,应用到的焊接技术还有闪光焊、电子束焊、电栓焊、脉冲焊、摩擦焊等等。

  近年来,世界上最新出现了激光焊接技术,并且发展得很快,目前我国只有大众车系采用了激光焊接这种先进的制造工艺。

  与目前传统的点焊工艺不同,激光焊接可以达到两块钢板之间的分子结合,通俗而言就是焊接后的钢板硬度相当于一整块钢板,从而将车身强度提升30%,车身的结合精度同样大大提升。

  当然,激光焊接的实际使用意义并不仅于此。一般来说,车辆在道路上行进时来自地面的颠簸会转换成每分钟上千次的扭曲运动考验车身,如果车身结合精度、强度不够,轻则车内异响频频、噪音大,严重的可能导致安装在车辆上的零部件如变速箱、前后桥的损坏或者车身断裂。事实上,无论多好的路况,我们的座驾都在不断进行高强度扭曲运动,而且随着速度提升、路程增加,这种考验会越来越严峻并直接关乎驾乘者的安全。

  究竟什么是激光焊接呢?

  激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束,如果焦点靠近工件,工件就会在几毫秒内熔化和蒸发,所以这一效应可用于焊接工艺。激光焊接的特点是被焊接工件变形极小,几乎没有连接间隙,焊接深度/宽度比高,因此焊接质量比传统焊接方法高。但是,如何保证激光焊接的质量,也就是激光焊接过程监测与质量控制是一个激光利用领域的重要内容,包括利用电感、电容、声波、光电等各种传感器,通过电子计算机处理,针对不同焊接对象和要求,实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝质量监测等项目,通过反馈控制调节焊接工艺参数,从而实现自动化激光焊接。所以说,激光焊接是一门技术性非常强的先进制造工艺。

  激光技术在汽车行业中的运用

  汽车工业中,激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。其中激光拼焊是在车身设计制造中,根据车身不同的设计和性能要求,选择不同规格的钢板,通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造,例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。

  激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好处。而激光焊接主要用于车身框架结构的焊接,例如顶盖与侧面车身的焊接,传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术,工件连接之间的接合面宽度可以减少,既降低了板材使用量也提高了车体的刚度,目前已经被世界上部分生产高档轿车的大汽车制造商和领先的配件供应商所采用。

  上海大众秉承了德国大众的优良工艺,在中国率先使用激光焊接技术,时尚经典小车Polo的全车身激光焊接总长度达到6591毫米。更值得钦佩的是上海大众有着坚持不断提高自身工艺要求的精神,新近上市的多功能轿车途安的车身上更是大量使用到激光焊接技术,总长度达到41米,超过POLO近5倍,这不仅是量的飞跃,也是真正意义上的质的飞跃,其代表了国内最先进的制造工艺水平。

  依靠先进的激光焊接工艺,途安车身焊缝达到分子结合分子层面的接合,焊接处强度几乎等于一整块钢板的强度,焊接质量绝对保证。途安的侧围外板、内板与其他相关部件基本都采用激光焊接,为了保证车身侧面的抗撞击强度,上海大众在途安窗框加强扳总成上也使用了激光焊接,焊接长度也达到2米。同时在焊接过程中上海大众使用了三坐标测量仪,以确保车身零部件空间装配尺寸的正确性,使车身质量得到更好的保障。这一切铸就了途安车身名副其实的“钢筋铁骨”。在最权威的欧洲NCAP撞击与安全性能测试中,途安获得安全性能最高分五颗星,改写了这一殊荣一向只授予B、C级轿车的惯例。
 

(编辑:曾聪)

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