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激光加工技术在汽车制造领域的应用

2016-01-13 10:36
论恒
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  当一百三十多年前,卡尔-奔驰制造出世界上第一辆汽车时,他或许很难想象一个多世纪后汽车工业发生的巨大变化。这一百多年来,汽车工业技术创新层出不穷,加工制造技术更是日新月异,革新不断,从卡尔-奔驰时代汽车的手动组装到今天的全自动化生产线,可谓天翻地覆。激光作为二十世纪的一项伟大发明,在汽车制造中的应用具有划时代的意义,这项先进的加工技术已经渗透到汽车制造的方方面面,涵盖从焊接、切割、打孔、打标、热处理以及成形,甚至到电子系统的微加工等领域。今天,听小编来介绍一下激光在汽车上的一些代表性的加工技术。

  激光焊接

  激光焊接以其能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工等优点,已成为汽车制造中的重要手段之一。一辆汽车的车身加底盘共有数百上千种零件,如何将其连接在一起对整车车身的刚性有着直接的影响,采用激光焊接几乎可以把所有不同厚度、牌号、种类和等级的金属材料连接在一起,在提升生产效率和质量的同时还增加了汽车设计和材料选用的灵活性。

  采用激光焊接可以在汽车制造中用更多的冲压件代替铸造件,用连续的激光焊缝代替分散的点焊缝,可以减少搭接宽度和一些加强部件,降低车身结构本身的体积,从而减少了车身的重量,满足了汽车节能减排的要求。采用激光焊接还可以提高车身的装配精度,使车身刚度提升30%以上,从而提高了车身的安全性。此外,采用激光焊接还可以降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本,缩短生产周期,减少零件的数量,提高了车身一体化程度。

  比如,作为中国激光设备的领导者,华工激光旗下子品牌法利莱开发的“轿车车身顶盖激光焊接柔性生产线”是国内首套汽车白车身激光焊接设备,目前已经成功应用于多条汽车整装焊接生产线,焊接速度达4.8m/min,比世界上同类型设备快30%,大大提高了生产效率。

  另外一家知名激光设备厂商——天田米亚基最新推出的YAG激光焊接机ML-C200A/300A机型采用32种焊接条件和波形控制,可应对各种工件通过高速重复激光输出,最大500PPS(300W),可进行高速缝焊,可瞬间切换焊接条件,实现高速、高品质焊接。

  激光切割

  激光切割是最常用的激光加工方式之一,激光切割类型分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。与传统的加工方法相比,激光切割具有更高的切割质量-切口宽度窄、热影响区小、切口光洁、切割速度快、柔性强-可随意切割任意形状、广泛的材料适应性等优点。

  汽车大型覆盖件的下料切边常常需要三维激光切割机。此外,当前汽车制造平台化愈演愈烈,对生产线的柔性提出了较高的要求,采用三维激光切割在车型型号改变后只需改编激光加工的程序,且工装简单、大大缩短工期,相对于采用模具制造成本大幅下降。此外,高强度钢在汽车上的应用越来越多,这种钢种在热成型后,冲压工艺不再适宜,其轮廓和孔的裁切,推动了对激光切割的需求。

  全球钣金加工机床领先制造商通快公司在热成型高强钢加工领域内,一直处于领导者地位,例如专门为汽车行业高强钢部件快速切割开发的TrulaserCell8030三维切割机结合最先进的碟片激光技术(TruDisk系列)就扮演了这样的角色。

  提到钣金加工,就不得不提国内钣金加工领先企业——大族激光,该公司自2009年推出国内第一台高功率光纤激光切割机以来,现已在全球累计安装运行2000余台,占有国内市场80%以上份额。以G3015F光纤激光切割机为例,该产品具备强大的切割能力、“飞一般”的切割速度、极低的运行成本、优异的稳定性、高质量的加工以及强大的适应能力。

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