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激光焊接技术在汽车制造中的应用

来源:华光创科微电子    关键词:激光焊接技术, 汽车车身,    发布时间:2019-04-28

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激光焊接技术在汽车制造中的应用已经得到普遍的采用的工艺,经过80多年的发展,已经逐步发展成一种应用于各个行业的技术,在汽车制造中的应用更是推动激光焊接技术向工业化发展。

一、激光焊接技术的简介 

(1)激光焊接技术的原理。激光焊接是一种高速、变形极小、非接触的焊接方式,适合大量且连续的在线加工。激光焊接技术的主要原理是利用激光产生波长单一的光束,选用化学能或者电能将液态、固态或者气态介质,通过光学震荡器产生,这些光束的可传播距离较长,波长差异小,被集中率非常高,形成高功率的激光束,作用于金属表面,能够快速达到沸点,将金属汽化。当金属蒸汽以一定的速度离开金属熔池的表面时产生的应力反作用,是熔化的金属向下凹陷,出现一个小凹坑。进行继续加热,此时会形成一个非常细且长的小孔。随着激光束的移动,小孔前方熔化的金属会绕过小孔流向后方,冷却凝固后形成焊缝。激光功率的密度决定着焊缝的深浅,激光功率密度较高时,熔深较大,焊缝深宽也就较大;激光功率的密度较低时,熔深较浅,焊缝的深宽也就较小。(2)激光焊接技术的分类。在汽车制造业中主要应用两类激光焊接机是CO2激光焊机和YAG激光焊机,相应的激光焊接技术可以分为激光焊接、激光拼焊和激光复合焊接技术。(3)激光焊接技术的特点。一是能够给有效的节约材料,加工的速度较快,可以减轻工作人员工作强度;二是激光焊接不直接接触零件,工作产生噪音低,环保性强;三是有工作中带来的热量影响范围小,造成产品零件热变形非常小;四是焊缝焊接质量较高,外观较为美观;五是激光焊接技术的实施设备功能多,多成套或者成系列,操作方便灵活,提高工作效率;六是焊接精度高,在激光焊接机中配备计算机数控系统,能够进行二维立体加工或者三维立体加工;七是对于质地坚硬、易脆裂、熔点极高和极薄的材料,具有特别的功效。

  二、激光焊接技术在汽车制造中的应用 

  汽车制造成规模化发展已经成为一个重要趋势,在汽车制造中,焊接工艺是一项重要工艺,也是整车流程中重要的衔接环节,激光焊接技术的广泛应用,使焊接环节的工作效率大大提高,从而达到汽车制造过程优化效率的目的。目前在汽车制造中应用最为广泛的焊接方式有激光拼焊、激光焊接和激光焊接技术。拼焊技术是汽车制造中的一个重要环节,普遍应用于汽车制造,在车身制造上的应用更为突出。激光拼焊帮我们解决了传统车身制造方式的缺点,传统方式是将各分部件先进行冲压成型,之后再进行焊接,焊接的效果总是不尽如人意,融合处处理不是很完美,甚至融合不是很好。激光拼焊过程中,在车身制造时顺序和传统方式正好相反,先进行焊接,再进行冲压成型。激光拼焊使用零件数量少,可以节约成本,并且能够进行不同材质、不同部位的钢板焊接,焊接精准度较高,这项技术在世界汽车制造业广泛应用,在奇瑞、一汽等国内汽车公司都已近开始使用激光拼焊技术,并且是最先进的汽车车身焊接技术。激光焊接技术在汽车制造中的应用是从变速器的齿轮焊接开始的,这要求焊接不但要净度高,还要质量高,才可以满足变速器齿轮对运转速度和重量的高要求。激光焊接技术具有高精度、高净度的特点,可以减轻齿轮负担。这种焊接技术的兴起在20世纪80年代,克莱斯勒公司、通用公司、福特公司等最先将激光焊接技术应用到汽车制造中,而激光焊接技术带来的高效率、高质量、低成本,成为美国汽车制造技术在世界领先地位的保障。随着新型镁、铝等材料在汽车制造中的应用,对于焊接技术的要求也越来越高,激光焊接技术不但可以减少镁、铝化合物的产生,延长使用寿命,满足功能要求,同时也兼顾了美观。将激光焊接和电弧焊接综合在一起,便是激光复合焊接技术,也可以看作是激光焊接技术的改进技术,不但提高了激光焊接技术的稳定性,焊接速度高,而且焊接的工作效率和质量都得到很大程度上的提高。

  随着我国改革开放的不断深入,人们生活水平不断提高,对汽车的需求也逐渐提高,而且对汽车的质量、外观等方面的要求也越来越高,为了满足这种社会需求,要求我国汽车制造企业要根据实际情况,引进先进的加工工艺,提高汽车制造中的工作效率和产品质量,同时降低成本,保证企业稳定、持续发展。因此,在汽车制造中广泛应用激光焊接技术等先进工艺,已经成为国内汽车业内人士的关注。在“九五”期间,激光焊接技术已经被列入机械行业十大技术之一。在未来的发展中,激光焊接技术的产业化、规模化仍是我们努力的方向。