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汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

冲压帮 | 专注冲压行业全产业链平台 2020/09/06 12:04

说到激光和激光器的发展

避不开近代物理学的牛人爱因斯坦

新知达人, 汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

他提出的“自发和受激辐射”理论

被认为是现代激光技术的物理学基础

经过多年的发展

现在激光技术

已经应用于焊接、打孔、热处理、刻痕、美容等多个领域

正可谓“上可九天揽月、下可五洋捉鳖”

在汽车制造中

激光拼焊堪称汽车制造的六脉神剑

焊接是汽车制造一个关键的环节

采用恰当的焊接方式

可以进一步提高车身抗碰撞能力

降低车身重量、造车成本和油耗

以及简化总装工序等优势

目前,汽车采用的焊接一般是电阻点焊

最高级的是“激光焊接”,

虽然成本较高,但是物超所值

激光焊接是用激光这把“六脉神剑”融化金属

代替传统的焊接工艺

在他出现前

焊缝质量不高

汽车制造时只能使用一整块钢板冲压一个零件

所以以前的汽车又笨重又耗油

而激光焊接出现后

不但焊接质量高

还可以将不同厚度、不同材质

甚至不同表面状态的钢板对拼后焊接在一起

焊完后再冲压成所需的零件

这样设计时可以做到真正的按需选材

所以现代汽车又轻灵又省油

新知达人, 汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

▲阿赛洛·米塔尔NV汽车拼焊板

通过激光拼接在一起的钢板

就是激光拼焊板

在我们的座驾中

门内板、B柱、纵梁、前围板等很多零件

都是使用激光拼焊板冲压而成

既提高了车身强度又能减重省油。

新知达人, 汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

▲汽车白车身与拼焊板

在传统的白车身制造中

首先需要冲压若干零件

然后再焊接在一起

在很多零件上需要焊接加强板类的零件

与此相比

拼焊钢板冲压有很多显著的优点:

特别是减少工件数量

从而减少加工环节、降低生产成本;

降低工件重量

从而降低整车重量;

减少累计公差

利用拼焊板冲压,可以使零件一次冲压成型,不需要将几个零件焊成一个零件,大大提高了零件尺寸精度;

激光焊接代替传统电焊,节省大量时间,提高焊接质量;

提高车身碰撞安全性能等等。

新知达人, 汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

▲传统生产工艺与激光拼焊板工艺的对比

在汽车拼焊板工业化的进程中

高功率 CO2激光

以良好的光束质量,稳定的功率输出能力

成为汽车白车身制造钢板连接的最好选择

新知达人, 汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

▲CO2激光产生原理

1981年

英国的利兰汽车(Leyland,即后来的路虎)

率先进行了第一块拼焊板的实验

1983年

德国汽车制造商奥迪的豪华汽车

需要一个大尺寸的钢板一体冲压成型

而当时的钢铁生产技术

尚不能提供如此大的钢板

因此,钢铁生产商——蒂森

采用Rofin激光的1.5kWCO2激光器

拼接成大尺寸钢板

新知达人, 汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

1984年

日本丰田汽车

率先实现五片拼焊成为车体侧围

并用于凯美瑞车型

它明确了以降低车身重量、改善燃油经济型为目的的汽车白车身拼焊板工艺

新知达人, 汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

从此,汽车拼焊板飞速发展

1985年

蒂森克虏伯率先为奥迪100提供了激光拼焊板

新知达人, 汽车制造的六脉神剑——激光拼焊

90年代激光拼焊技术处于快速发展阶段

德国蒂森·克虏伯、安赛洛·米塔尔纷纷新建激光拼焊厂

1995年宝马汽车开始大规模使用激光拼焊板

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▲二极管泵浦激光产生原理

随着二极管泵浦激光器、光纤激光放大器等发展

激光发生成本得到极大降低

这对于激光拼焊在发展中国家推广

十分有利

进入21世纪

主要生产冷轧汽车板的钢企基本都开始涉足激光拼焊领域

2003年以前

中国无汽车拼焊板生产能力

部分高端车型的拼焊板完全依赖进口

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▲瑞士公司某型激光拼焊生产线

各种新技术飞速发展

然而汽车的白车身结构则是独立分支

汽车轻量化已是大势所趋

激光焊接技术作为重要的一个加工技术

将大力推动汽车轻量化制程

成为汽车轻量化路上的得力助手

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