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华工激光沈义:汽车白车身激光铝焊及激光工艺新应用

10月11日,由OFweek维科网主办,OFweek激光网承办、高科会协办的“OFweek2019(第十六届)中国先进激光技术应用峰会暨‘维科杯’年度评选颁奖典礼”在深圳成功举办。会上,来自武汉华工激光的白车身产品线方案经理沈义,带来了《汽车白车身激光铝焊及激光工艺新应用》主题演讲,对激光工艺在汽车制造方面的应用进行了精彩的分享。

沈义在演讲伊始介绍道:“武汉华工激光工程有限责任公司是国内领先的激光设备制造商之一,致力于为工业制造领域提供广泛而全面的激光制造加工解决方案,制造和研发各类激光加工成套设备。作为中国第一家以激光为主业的上市公司,华工激光在国内承担了很多的国家标准和国际标准的制定工作。”目前全球尤其是中国的新能源汽车市场日趋火热,而轻量化又是新能源汽车一项重要的技术指标和热门话题,这让激光工艺在汽车制造方面有了更多的发展空间与机会。沈义表示:“激光技术在车身焊接上主要用在顶盖和侧围、背门与行李箱、后流水槽、车门窗框与内板、侧围内外板、前后底板与横梁、各零部件等。以国内汽车2.4亿辆的保有量来计算,每在轻量化方面减重100kg,便能使CO2排放量减少5g/km,轻量化这不仅对环境友好,更能提升车辆性能。

目前,华工激光已合作制造近90款车型,包括造车新势力明星车型蔚来ES8等。

沈义表示汽车的轻量化主要涉及材料优化、结构设计和连接技术等方面综合考虑的过程,而激光焊接便是其中一种较重要的连接技术。目前包括凯迪拉克CT6、特斯拉Model S、奥迪A8L等众多车型为了实现轻量化均采用了大面积铝制车身材料。而铝合金相比钢,有熔点低、导热导电快易变形等特点,这就导致其在焊接方面面临更大的难度。

针对铝合金不填丝的搭接和叠焊,华工激光的间隙控制+光摆动的激光焊工艺,有多种匹配工艺应对,摆动模式,频率、振幅、激光功率均可调节,摆动功能对不规整焊缝有一定包容性。通过摆动可以增加激光熔池的凝固时间,使铝合金熔焊能控制内部气孔和裂纹等缺陷问题。在顶盖与侧围的焊接中,激光填丝熔焊是一种很好的应对工艺,同时对设备柔性要求,车身尺寸控制,随动压紧能力,焊接跟踪以及跟踪时激光头力的控制,焊缝间隙的控制等方面提出更多要求。另外,在铝合金激光焊产业推广方面,针对铝合金激光焊的标准化,包括质量要求标准化,调试程序标准化,集成设备控制系统标准化及简化工作,华工激光有大量的应用分享。针对后期车身开发,预测钢铝车身会成为一种趋热,钢铝材料焊接方面,华工激光也做了大量的应用研究,分别从熔钎焊界面宽度,焊接最快速度,Zn层的影响,可达到的连接强度等方面进行了讲述。在分享了多种激光焊接工艺后,沈义对华工激光在汽车制造中的应用场景做出了一一介绍。华工激光AUTOBOT系列汽车热成型件三维激光切割机,是专门为汽车热成形线行业开发的一款三维五轴激光切割机床,主要解决三维金属成型件的开孔、修边问题,相对于日系传统的二氧化碳三维五轴综合效率高3倍到5倍,使用成本降低一倍以上。此外汽车板拼焊、激光清洗、塑料后盖焊接等技术近一步巩固了华工激光在国内白车身领域的地位。

早在10余年前,华工科技面向汽车行业开始了“激光+自动化”探索,代表中国企业进入全球汽车焊装领域。而目前,华工已占据国内汽车白车身焊接业务80%的市场份额,随着中国新能源汽车市场的逐步壮大,华工激光也将共同推动激光技术与高端制造工业的融合,加强自动化和智能化方面的提升,把基于激光这一单元技术延伸在整车制造里面,形成一条完整产线。

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