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汽车制造选碟片还是光纤激光器?

2013-01-06 14:42
PokerJoker
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  在汽车工业领域,OEM面临着非常严峻的市场挑战——消费者的要求越来越高,他们需要的是低油耗、低污染、价格合理并具有高安全标准的汽车。激光技术的应用不仅开启了汽车制造的新时代,而且是实现以上所有目标的最佳工具。

  仅就车体本身而言,采用激光焊接技术,既可减少车体重量(降低油耗并有利于环保)和节约材料(降低成本),同时又可提高车体的刚性(增加安全性)。所有这一切,都有利于降低汽车的生产成本。目前,激光焊接技术已广泛应用于汽车行业,大众、戴姆勒、通用、福特、本田、马自达,以及许多汽车供应商都应用了激光技术进行大批量生产。在车身的生产中,激光焊接比较典型的应用就有车门、侧板、后盖、座椅架等。当然,激光技术还被应用于其他许多领域,例如发动机、动力传动系统、内饰件和传感器等。

  比如说,大众Passat B6车型的后车台板由三个部件组成,这些部件可采用电阻点焊或激光焊接。大众采用来自TRUMPF公司的一台TruDisk激光焊机和一套光学振镜扫描装置,来代替点焊所需的4个机械臂和5台电阻焊枪,同样完成35个焊点的焊接。最后的结果是:TRUMPF的激光焊机的焊点连接更为牢固,而且焊接速度提高3倍左右(点焊需要35s,而激光扫描焊只需13s),大大提高了车身的焊接质量。梅赛德斯-奔驰C级轿车的车门采用了TruDisk激光焊机进行远程焊接。汽车的刚性得到了提高,从而安全性也得到了提高,此外每一扇车门的重量也减轻了1kg,生产成本降低了15%。

        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。

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