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激光焊接技术在汽车领域的主要应用分析

2013-10-07 00:03
默菲
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  ——激光焊接因具有高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点而受到航空航天、机械、电子、汽车、造船和核能工程等领域的普遍重视。尤其在汽车生产中,无论是车身组装还是汽车零部件的生产,激光焊接都得到了广泛的应用。据有关资料统计,欧美工业发达国家50% ~70%的汽车零部件都是用激光加工完成的,其中主要以激光焊接和切割为主,激光焊接在汽车生产中已成为标准工艺。

  激光焊接应用技术

  1、汽车车身激光焊接技术

  汽车车身是典型的薄板壳结构,由低合金高强度薄钢板经冲压、剪裁、整形制成覆盖件,并经焊接装配而成。车身装配中焊点可达几千个,传统焊装采用的是电阻点焊工艺。电阻点焊工艺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,使接触面间形成焊点而将工件焊在一起。为满足结合和外形要求,各焊点间要保持一定间隔。点焊时焊钳在工件边缘下进行焊接,凸缘宽度需要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约钢材40kg。

  激光焊接形成的窄而深的焊缝容易使工件焊透。激光头和待焊件之间无任何机械接触,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相当,符合承载力要求,这样可使构件材料减薄,车身重量减轻。同时,由于激光焊接采用计算机控制,所以具有较强的灵活性和机动性,可以对形状特殊的门板、挡板、齿轮、仪表板等进行焊接。加上光纤传输系统和机械手,就可实现汽车装配生产线的自动化。

  2、激光拼焊技术

  激光拼焊技术是激光焊接应用于汽车制造业最成功、效益最明显的一项技术。汽车工业最初应用拼焊板时,主要是为了解决轧机轧出的钢板板宽不够的问题,通过拼焊技术来满足汽车工业对宽板的要求。随着汽车工业的发展,拼焊板向着差厚板方向发展,即可将不同厚度的钢板拼焊,这时才真正达到了汽车钢板拼焊的目的。发明激光拼焊板技术的蒂森克虏伯公司于1985年在奥迪100的生产制造中首次应用了这一技术。激光拼焊技术是在进行车身制造时,根据车身不同部位的性能要求,选择钢材牌号、种类、等级和厚度不同的钢板,通过激光裁剪和拼焊,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,目的是在保证车身强度的前提下,降低车身重量。这种技术具有一系列优越性:

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