2020年9月1日星期二

雷射激光車體加工應用(一)

  據有關資料統計,歐美發達工業國家,有50%-70%的汽車零部件是用雷射激光加工來完成的。我們且對雷射激光在汽車制造中的應用,做初步的梳理。
  一、雷射激光焊接
  雷射激光焊接具雷射雕刻機有如下特點:
  ①加熱范圍窄(集中)。
  ②作用區域和位置精確可控。
  ③熱影響區小。
  ④焊接變形小,無需焊後矯形。
  ⑤非接觸加工,無需對工件加壓和表面處理。
  ⑥能實現異種材料焊接。
  ⑦焊接速度快。
  ⑧對外界無熱影響、無噪音、無汙染。
  雷射激光束照射在材料表面的直徑為0.2-0.6mm,焊縫寬度在2mm以下。雷射激光焊接的焊縫金屬經快速凝固,其晶粒更加細小,可獲得更高的強度。雷射激光焊接可使車身的剛度提升30%。車頂蓋與側圍的雷射激光焊接,相比傳統點焊工藝,車頂少了兩條橡膠密封條,改善了車身的視覺效果。車身精度控制上的一毫米工程(白車身整車尺寸精度控制在±1mm內),由於雷射激光焊接才成為現實。
  雷射激光焊接加速了用沖壓零件代替雷射打標機鍛造零件的進程。采用雷射激光焊接,以連續的雷射激光焊縫代替離散的點焊縫,可以減少搭接寬度和一些加強部件,可以壓縮車身結構件本身的體積。由此,可減少車身重量56kg。雷射激光焊接的應用,實現了減重減排,契合了當今時代對環保的要求。
  雷射激光焊接應用於不等厚板的拼焊,效益更加顯著。這種技術將傳統制造工藝--先沖壓成零件,再點焊成整體--改造為:先將若幹個不同厚度的零件焊接為整體,再沖壓成形,減少了零部件的數量,材料利用更合理,結構功能顯著提高。
  雷射激光焊接還可應用於點煙器、氣門挺杆、汽缸墊、噴油雷射切割機嘴、火花塞、變速齒輪、半軸、傳動軸、散熱器、離合器、發動機排氣管、增壓器輪軸、安全氣囊內膽、ABS等。
  二、雷射激光切割
  雷射激光切割較早應用於汽車零件的制造。
  汽車大型覆蓋件的下料切邊,擋風板等雷射激光切割,需要3維切割機雷射焊接機或機器人。以機器人+光纖雷射激光器組成的柔性切割系統較為常見。
  近年來,高強度鋼因具有高減重潛力、高碰撞吸收能、高疲勞強度、高成型性及低平面各向異性等優勢,成為汽車工業輕量化的主要材料。高強度鋼熱成型後,沖壓工藝不再適宜,其輪廓和孔的裁切,推動了對雷射激光切割的需求。
  汽車內飾件多為非金屬,因雷射激光的非接觸、精確定位、快速等特點,所以非常適合采用雷射激光切割加工。比如,將車門鑲板或門肩的廢棄角料、後部注塑部件的多餘部分切除。切割非金屬不能用光纖雷射激光器,而必須用CO2雷射激光器,沒有了光纖傳輸雷射激光的便利,配用的機器人必須作專門的設計,將CO2雷射激光束導光裝置完全集成在機器人手臂中,使運動的機器人手臂能傳輸穩定的雷射激光束。

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