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激光焊接、切割在汽车制造中的运用

2017/1/16    来源:互联网    作者:陈政      
关键字:激光焊接  切割  汽车制造  应用  
随着我国科技技术的不断发展,汽车制造业逐渐成为我国一项十分重大的工业行业。汽车制造技术也随着我国工业技术的进步而不断演进和优化,如激光技术的广泛运用。本文主要探讨激光焊接技术、激光切割技术在汽车制造领域中的发展现状及应用,解读其对汽车制造业带来的深远的经济影响。

    当前阶段,冲压、焊接、涂装和总装是汽车制造中的四大环节。我国现有的汽车厂家焊接工艺中,手工焊接是当前十分常见的技术手段。只有国内一部分大型汽车制造公司,才会大量引用机器人焊接和先进焊接技术。为了可以有效减少与汽车制造业发达的国家的差距,我国必须要研发一些先进的焊接技术,尤其是增强激光焊接技术的水平,才可以让我国的汽车业在世界范围内处于占据有利的经济地位。为此,笔者在文中对激光焊接、切割技术在汽车制造中的运用策略进行了具体分析。

1 我国现阶段激光焊接技术的发展现状

    一汽大众企业于90年代选择在企业内部生产的300多台汽车中应用激光焊接技术,主要应用于底盘与车体的焊接。当前阶段,一汽大众企业拥有的激光焊接技术已经在世界范围内排名前列。例如,工人在进行焊接一汽大众系列的汽车车门时,大多都采用激光焊接技术。不止因为激光焊接技术可以有效减少噪音污染,还因为它可以提升人们的安全驾驶意识和维护汽车驾驶的稳定性。一汽大众企业为了可以更加高效地巩固车身的安全性,通常都会选用采用激光焊接的手法,有效加固汽车顶盖与侧面车身之间的焊接坚固性,同时也在一定程度上淘汰过去传统的电阻手工焊接的焊接模式。

    我国现阶段拥有的激光焊接技术,虽然在实际应用上取得了一些优异成绩,但是仍然有许多工作人员在实际进行激光焊接切割活动中处于半知半解的状态。而部分发达国家已经在研发与之相关的其他焊接新技术,如远程激光焊接技术。目前,在激光技术不断革新发展的当今社会,激光焊接技术已经得到了诸多高级汽车制造企业的认可和广泛应用。

2 我国现阶段激光切割技术的发展现状

    最近几年,随着我国三维激光切割技术的不断健康发展,其在社会经济工业行业中的应用比率也在逐年增加,特别是在汽车行业和航天航空制造业中的应用数据比值尤为突出。在我国现有的汽车工业中,三维激光切割技术通常被人们应用于切割整体汽车车身的覆盖件,其已经可以取代过去传统的汽车制造工业中的修边模与冲孔模,制作流程也逐渐变得简单细化,具有十分显著的时间周期短、切割效率高、切割宽度小、整体质量高,还在一定程度上降低了经济成本,为我国汽车制造工业极大地缩减了时间,具有非常可行性和乐观效益性的发展前景。

3 激光焊接、切割在汽车制造方面的具体应用方法

    (1)激光焊接技术的具体应用方法。目前,我国现有的汽车制造行业中,被人们所熟识并广泛应用的还是焊接技术,主要包括激光焊接、MAG、电阻电焊以及CO2 等技术。由于汽车车身板料厚度的不同,在进行实践拼接过程中的难易程度也存在很大区别。工作人员一般都会选用激光焊接技术,不仅因为此技术在进行实际焊接过程中比较容易操作,而且焊接质量也得到人们的广泛认可。工人在进行汽车车身整体构造的焊接活动过程中,使用激光焊接技术不断提升汽车整体构造、内部的坚固性,并在一定程度上降低其经济成本。一汽大众企业工作人员在进行车体整体焊接的活动过程中,主要采用偏光镜来激发激光内的强光,其中含有一个可以聚焦的仪器,可以自发地发出强光。车身零件在强光的照射下会立即融化,进而高效地完成焊接工作。一汽大众在经过长时间的摸索探究后,利用激光进行焊接的技术能力已经达到了世界的领先地位。

    (2)激光切割技术的具体应用策略。在金属零件加工过程中,通常都是应用小批量多品种进行代替冲压。如果批量在5万以下的情况,就可以应用激光切割技术来代替,以节约一定的经济效益。一般情况下,我国现有的激光切割技术的切割精度可以达到0.1mm左右。此种激光切割技术的精度比应用磨具的精度还要高出很多,此种切割技术主要被工作人员应用在机械制造行业。发达国家中有一家公司,科学合理地应用激光切割技术进行切割汽车样车中的小批量钢板零件,切割效果与质量十分优良。

    由于具有加工灵活和保证质量的工作特性,三维激光切割技术早在80年代就已经开始在汽车制造中被广泛应用。在进行实际切割过程中,只需要运用平直的支撑块来支撑工件。为此,其夹具的制作不仅需要的资金成本低,而且迅速。由于CAD/CAM技术的相互融入,切割过程中比较容易控制,可实现连续生产和加工活动,进而实现高效化的切割生产。

    在进行实际切割车身板材过程中,所需要运用的激光器主要分为两大类,即CO2 激光器和Nd:YAG激光器。激光器的功率为100~1500W,因为自身功率小于1500W的激光器,其振动模式为单模,切缝宽度为0.1~0.2mm,切割面也比较整洁;而输出功率大于1500W时,激光器的振动模式为多模,割缝宽度接近1mm,其切割面质量比较差。因为Nd:YAG的激光可以通过光导纤维输送的方式,所以更加灵活轻便,比较适用于机器人手执激光“喷嘴”配程序控制,进行精准无误的操作。为此,在三维切割活动时大多采用这种技术。

4 激光远程焊接技术的应用

    由于传统的激光焊接系统,在焊接的位置之间快速移动速度相对较低。因此,在实际生产活动中,它很难真正实现大批量的生产要求。这一缺点在焊点分部多的复杂三维零件上的应用活动中,显得尤为突出。高光速的质量、高功率的新型盘形激光器与光纤激光器的共同应用推广,为当前的激光远程焊接技术的实现提供了强而有力的物质基础。当前阶段的远程激光焊接,正在逐渐成为一种可以替代传统汽车车身应用中的电阻点焊的一种方法。远程激光焊接的技术发挥了单侧、非接触式激光焊接,带来的技术手段与经济优势将其与高速扫描镜片带来的优势进行有机融合,极大地缩短了焊接时间,在整个焊接流程中提高了生产效率和质量。远程激光焊接技术的优势最为明显。远程激光焊接技术仍在发展中,系统也正在不断被优化,从而满足当代用户生产中的实际需求。市场经济中的供应商正努力降低其高昂的初始设备投资和夹具复杂性所带来的影响。随着我国激光技术的不断发展,会不断进行更高的光束质量、更短波长激光器、高效率传输光纤及镜片导光方式的研制,以此最大化激光使用的时间,进而获得更高质量的焊缝和更高产量的生产。

5 结束语

    综上所述,激光焊接技术已经成为各大汽车企业的一种必备技术。汽车工业正在逐渐步入依据用户实际需求进行模块形式生产的全新阶段。过去传统的汽车制造工艺必然无法全部满足人们对生产方式的需求,这也为激光焊接、切割技术的发展提供了一个空前的机遇。为此,企业在广泛应用激光焊接、切割技术时,还需要不断关注激光焊接技术的发展趋势,进而再次进行技术创新与研发,以此不断推动中国汽车行业的发展。

责任编辑:马倩
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