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汽车白车身车顶盖激光焊接系统简析

2014-02-03 00:02
雷本祖
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  在线车身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。采用激光焊接技术,可以提高产品设计的灵活性,降低制造成本,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,提高产品的竞争力。武汉华工激光针对汽车白车身车顶盖的焊接工艺拥有丰富的行业经验,曾服务于神龙、江淮、通用等汽车生产线。

  激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺。在车身装配生产线上,五轴激光加工机或光纤传输的激光加工系统已广泛用于激光焊接。美国三大汽车集团(通用、福特和克莱斯勒)、欧洲汽车制造公司(如RENAULT、VOLVO、AUDI、BENZ和BMW)生产线上采用激光焊接机器人,以通用汽车公司为例,其在线使用激光器达200台以上。德国大众公司在Audi A6、Golf A4及Passat等品牌车型的车顶均采用激光焊接。

  随着先进制造技术的发展,实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已成为必然趋势。从国际上看,知名汽车公司都争先恐后地在车身制造中应用激光焊接技术,以保证产品质量和产品技术先进性,在日益激烈的产品竞争中立于不败之地。这种趋势在国内的合资企业中已得到体现。但国产品牌汽车的车身大规模在线激光焊接还是空白,提高产品品质,在国内开展有关应用研究工作,掌握关键技术、工艺,形成自主研发、创新、生产能力,是大势所趋,也是国产品牌走向国际市场的基础。

  基于激光焊接的车身结构设计

  与传统零件相比,激光焊接需要更为稳定的三维尺寸精度,对车身焊缝位置设计提出了更高的精度要求与质量保证。为了保证车身生产的稳定性,我们必须控制激光钎焊相关的各个零件的功能尺寸,并且确定在合适的范围内波动时,焊接外观质量不会发生变化。

  车身侧围和顶盖的冲压件采用传统的多次冲压方式,难以保证激光焊接区域对公差的要求范围,冲压必须严格保证几何尺寸。改变传统的两次成形,一次冲压A、B和C三个区域和分块结构,通过同一加工基准,同一设备,同一安装窝座加工安装,保证激光焊接区域面度是一致的。

  在外观方面,传统侧围起皱严重,会影响激光焊接。车身冲压件装配后,多使用电阻焊接,工件不受扭转力矩,当工件的重力与点焊时加压方向一致,焊接压力足以克服工件的弹性变形,并仍能保持准确的装配位置与定位基准贴合。

  在进行车身顶盖设计时,需要根据调试情况调整顶盖整形的角度,也就是激光焊接面的面角度,保证侧围和顶盖能在一个理想的间隙和角度下进行焊接。

  激光焊接工业化系统开发

  华工激光法利莱采用光纤激光器配以相应的导光系统、机器人、工装夹具、车身输送线及控制系统等进行激光焊接技术开发,对轿车大型车身件(顶盖与侧围)进行激光焊接,研究实用化的激光焊接关键技术、工艺、质量检验与控制措施,并将各加工制造系统有机集成,实现在线生产,满足生产能力要求。

  作为汽车生产线还需要攻克系统稳定性技术难关,工业产品要求以稳定性和可靠性为第一要素,因此需要对成套装备及加工工艺进行技术优化和完善,以提高系统的稳定性、抗干扰特性,以满足工业加工每周7天、每天生产24 h的工作需求。

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