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浅析激光焊接在汽车领域的应用史

2013-02-01 10:42
PokerJoker
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  世界上第一台激光器诞生于1960年,我国于1961年研制出第一台激光器,40多年来,激光技术与应用发展迅猛,已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。在上个世纪八十年代,激光技术运用于汽车领域,主要是运用激光焊接车身。

  那么,什么叫做激光技术?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,工仵就会在几毫秒内熔化和蒸发,这一效应可用于焊接工艺。激光焊接设备的关键是大功率激光器,主要有两大类,一类是固体激光器,又称Nd:YAG激光器。Nd(钕)是一种稀土族元素,YAG代表钇铝柘榴石,晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm,主要优点是产生的光束可以通过光纤传送,因此可以省去复杂的光束传送系统,适用于柔性制造系统或远程加工,通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车工业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器,又称CO2激光器,分子气体作工作介质,产生平均为10.6μm的红外激光,可以连续工作并输出很高的功率,标准激光功率在2-5千瓦之间。

  明白了什么是激光技术,那么,激光技术又是怎样运用于汽车领域的呢?特别是激光焊接技术在汽车行业的运用。目前,车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方式。电阻电焊通过施加在点焊电极上的电流将零件的接触表面熔化,然后在压力作用下连接在一起,主要用于车身构件及车架的焊接。缝焊用滚轮电极代替电阻电焊的点焊电极,滚轮电极传递焊接电流和压力,其转动与零件的移动相互协调,产生连续的焊缝,主要用于密封性焊接或缝点焊工件,例如油箱。二氧化碳焊是一种电弧焊,即局部加热来熔化和连接零件而不需要施压的一种焊接方法,在电极与工件之间的电弧作为热源,同时施加二氧化碳遮住电弧和熔化区,使之与大气隔开,主要用于车身蒙皮的焊接。它主要具有:易于控制,速度快,自动化程度高;由于局部加热,所以工件不会产生热损伤,热畸变小;焊接精度高,重复操作稳定性好,成品率高;非接触性加工,无需焊接辅助工具;焊接时不用焊条或填充材料,可以得到无杂质无污染的焊缝;可实施异种材料的焊接,也可焊按常规方法难以焊接的材料;焊接在空气中进行,与真空电子束焊接相比,不需要真空室,不产生X射线这些优点。

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