试析激光拼焊板在汽车制造中的应用及相关工艺

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关键词:激光拼焊 车身 应用 微裂纹

    前言

        激光拼焊板技术的运用原理实际上就是将不同形状、不同尺寸、不同厚度的金属板切成一个尺寸相同、形状相同、厚度相同的板块,然后用激光将这些小的金属板焊接成一个整体的板块,以便于汽车制造时运用。在完成板块拼接后,工作人员要对焊接的板块进行冲压,使其成为汽车制造的主要零件,这种就可以减轻汽车的重量,在节省材料的基础上,提升汽车制造生产率。研究显示,当前,我国汽车制造厂已广泛的运用激光焊接板这种工艺技术。汽车制造厂在生产汽车的过程中一直致力于提升汽车结构稳定,但与此同时,也十分关注在保证汽车结构稳定的基础上减轻汽车的重量。激光拼焊板技术充分的改善了汽车生产存在的问题。因此,激光拼焊板也成为我国汽车制造中的一种新的工艺技术,对于这种新的工艺技术,我国汽车制造产业在运用的过程中仍需不断的研究和分析,从而增强其功能和效果。

    1 关于激光拼焊技术在国内外汽车制造行业中的运用分析

        随着时代的进步,科学技术的发展,激光拼焊接现已被广泛的运用在各国汽车制造产业中。尤其是一些欧美地区和日本,十分注重对激光拼焊技术的运用,这些国家开始大规模的采用该技术制造汽车。如奔驰、宝马、通用、一汽、TAc、长安及奇瑞等汽车生产厂家也都开始运用该技术。这也就充分的说明该技术在汽车制造行业的重要性。

        当前,在运用激光拼焊技术生产汽车的过程中,主要将该技术运用在汽车的某个部位,如,在制造汽车的过程中会将激光拼焊技术运用在前后车内板、底板、侧围车内侧等部分。根据相关数据统计,激光拼焊技术的运用充分的减轻了零件的重量,与传统零件相比,运用该技术生产的零件重量减轻24%,零件数量减少19%,焊点下降49%,生产效率提高21%。这不仅节约了能源,而且也为汽车制造行业带来了更高的经济利润。当前,我国汽车制造厂家已逐渐开始运用激光拼焊板技术。

    2 关于激光拼焊需要机械设备及相关的工艺

        (1)在运用激光拼焊技术的过程中,实际上,汽车制造厂家要为该技术提供相应的配套机械设备,也就是所谓的激光器,当前,激光器主要有两种类型:一种是固态激光器,这种激光器主要是运用光纤传递进行焊接,其焊接效果较高;另一种则是气体激光器也就是所谓CO2激光器,其激光器的主要运行原理以CO2为主,不断的输出较高的功率,当功率达到2kW至5kW,CO2激光器就会转换电光效率。

        (2)在运用激光拼焊技术工艺的过程中,汽车制造工作人员会使用板材制作材料,然后在激光拼焊生产线中安装相关的传输设备,并结合板材的材料,采用合理的方法有效的提升焊接的效率。

        (3)激光拼焊工艺过程

        首先,汽车制造厂要对材料进行选择,在选择材料的过程中要充分的考虑材料的大小和厚度,确保材料的厚度在0.65~3.0mm之间,这样便于对其进行冲压,而且厚度较大的冷轧低碳钢也具有较强的刚度和塑性,十分便于焊接。

        其次,在完成材料的选取后,要对材料激光切割,此过程用专业的术语表示为下料,就是将不同厚度的板块切割成相同的板块,然后再对板块进行冲压。但是需要注意的是在下料的过程中,要能明确主要的下料方法,进而保证材料切割的质量符合相关的要求标准,这样就可以提升板块裁剪的精准度,以保证下一步焊接顺利的进行。

        此外,在进行激光拼焊的过程中,工作人员必须要掌握其相关设备的参数,这样可以合理的对工装夹具进行调整,进而在焊接的过程中维持焊缝的稳定。工作人员一定要确保焊缝的宽度同原始板材厚度相一致,否则,将无法运用计算机技术对焊缝进行操作,从而降低焊缝的质量。

        最后,要对焊缝进行仔细的检测,这样可以及时发现焊缝存在的问题,尽快的弥补,在检测时应采用物理检测方法。

    3 关于激光拼焊板技术主要特征和优点的分析

        (1)通过对激光拼焊技术深入分析和研究,从中发现其技术主要的特点,主要有焊接线能力大,变形小,速度快,熔深大等特点。

        ①运用激光拼焊技术可以缩小焊缝的体积,而且也能高效的降低焊缝的高度,这样焊缝就会十分的平整,同时几何形状的热应力也会缩小。

        ②焊缝的强度会不断的变大,这是在对板块进行冲压的过程中就可以防止板块出现变形的问题,板块焊缝的范围也会随之缩小,并产生极小的晶体。

        ③因为激光拼焊技术属于先进的生产工艺,所以具有良好的自动化,而且生产率也较高,在生产时工作人员可以保持工件规整,并且重量相同。

        ④在对焊接线进行检测的过程中,要对焊缝对质量进行检测,其主要检测范围为焊缝的尺寸,在检测时可以对拼焊板进行跟踪控制。

        (2)优点

        ①降低车身本身的重量;②提升原材料的使用率,节约能源,符合可持续发展战略的要求;③减少零件的数量;④提升汽车本身的性能,增强材料的强度,汽车质量显著提升,并且具有较强的减震性。

    4 激光拼焊技术在运用过程中主要存在的问题和缺陷

        (1)不同厚度的板块在进行激光焊接的过程中会不断的集中热量,这样板块的热量就会持续的上升,热过程形成的非常快,如在此过程中没加以控制,高度的热量会使钢板变形,如果钢板的热量持续增加,钢板就会出现较为严重的热膨胀现状,这样如果遇到冷空气,钢板焊接的位置就会开裂,从而无法保证板块的质量,这不仅浪费材料,而且也会浪费成本,十分不利于汽车的生产制造。

        (2)材料存在的差异性给激光焊接增加难度,在运用激光拼接技术的过程中,工作人员必须要考虑不同材料的材质对板块的影响,多数情况下,材料在受到激光拼焊技术的影响后会产生物理化学性能,可焊性会降低,这样金属材料就会出现不同的现象,电位会遭受到严重腐蚀。对于这种现象,相关工作部门必须要加强重视度,研究科学的解决方法。

        (3)涂层板是汽车生产制造的重要材料,在对涂层板进行激光焊接的过程中,涂层板会出现大量的气孔,这样其尺寸厚度就会随之增加,这十分不利于日后的检测。

    5 结束语

        总而言之,激光拼焊技术的产生充分的为汽车制造带来了良好的工作效率。在运用激光拼焊技术的过程中,相关部门必须要掌握其技术的主要性能,但也要了解其缺陷,从而有针对性的运用该技术。在进行激光切割的过程中,要注意焊缝的位置,防止出现裂纹影响板块的质量,这样汽车制造产业才会更好的发展。


    (审核编辑: 智汇胡妮)