高新激光焊接即将开启了汽车制造新时代

   2019-08-16 工业品商城137
核心提示:激光技术竞争的结果是强化了其在汽车制造工业中的应用。Daimler Chrysler公司焊接(设备和零部件)技术课题组的负责人Christian

激光技术竞争的结果是强化了其在汽车制造工业中的应用。Daimler Chrysler公司焊接(设备和零部件)技术课题组的负责人Christian Elsner先生认为:激光焊接最主要的应用领域是汽车传动系统和汽车车架的焊接制造。激光焊接长期以来并没有被充分利用,新的激光焊接电源和更高的功率使得激光焊接挤进了长期以来一直被传统焊接技术所占据的“领地”。

    通常的叠层模具设计因为它们的生产效率超过普通的单面模具而闻名。它们大多用于相当小型的、浅拉伸包装制品和其他一次性制品,而很少用于除此之外的其他制品。但是在过去几年中引入的一批新模具概念拓宽了叠层模具的能力,包括了多材料成型和大型工业零部件,如汽车的前大灯棱镜和侧边修饰件。大型零部件成型意味着叠层模具首次应用在大于1000 t的成型机上。

    革新的步伐在多组分成型方面一直相当活跃。通常的单面多组分模具的典型成型方式是在模具的半面注射一种材料进入型腔,再注射第二种材料进入模具的另一个半面。在一个循环之中,在水平轴上旋转模板,使模具翻面。叠层模具成倍地增加可使用的模具面,还允许整个模具表面用各自的材料成型。这种新设计有一个在垂直轴上旋转的中心模板。取决于系统,中心模板可以有或者两个或者四个面,每当模具打开时旋转90o或者180o

    激光焊接的使用量在不断增长,德国VW公司的Touran轿车就是一个很好的例证。在这一新型轿车中,激光焊点的数量达到了1400个、焊缝的总长度达70m。在舒适、美观的敞蓬轿车的生产中,VW公司的技术人员与奥地利的焊接专家Fronius公司合作研制开发了一种激光混合焊接技术。在高级敞蓬轿车的车门上,激光混合焊接焊缝的长度达到了3570mm,是纯激光焊接焊缝长度的3倍。

    VW公司的材料专家认为:与纯激光焊接技术相比,利用激光混合焊接技术可大大提高板金件缝隙的连接能力。从而使得VW公司可以更加充分地利用激光高速焊接时电弧焊接的工艺稳定性。另一个应用实例是BMW 5系列的宝马轿车的铝合金隔板采用这种激光混合焊接技术与内高压变形加工的铝合金支架焊接在一起。

    与各种单独使用的激光焊接技术相比,激光混合焊接技术具有显著的优点。对于激光混合,优点主要体现在:更大的熔深/较大缝隙的焊接能力;焊缝的韧性更好,通过添加辅助材料可对焊缝晶格组织施加影响;无烧穿时焊缝背面下垂的现象;适用范围更广;借助于激光替换技术投资较少。对于激光MIG惰性气体保护焊混合,优点主要体现在:较高的焊接速度;熔焊深度大;产生的焊接热少;焊缝的强度高;焊缝宽度小;焊缝凸出小。从而使得整个系统的生产过程稳定性好,设备可用性好;焊缝准备工作量和焊接后焊缝处理工作量小;焊接生产工时短、费用低、生产效率高;具有很好的光学设备配置性能。

    但是,激光混合焊接在电源设备方面的投资成本相对较高。随着市场的进一步扩大,电源设备的价格也将会有所下降,并将使激光混合焊接技术在更多的领域中得到应用。至少激光混合焊接技术在铝合金材料的焊接中是一种非常合适的焊接工艺,将在较长的时期内成为主要的焊接生产工具。

    BMW公司的专家介绍,在焊接隔板时,BMW公司采用了双焦点激光焊接技术。因为该技术在铝合金材料的焊接过程中有很好的性能,因此广泛应用于BMW公司的大批量生产过程中。

    在激光焊接中,双焦点激光焊接技术可在被焊接材料上形成间距很小的两个聚焦点,可实现激光光束的分束和叠加。两个激光光源的叠加形成一束激光光束,可大大提高激光功率、生产的稳定性、产品质量和生产灵活性。激光焊接功率的提高一方面可以提高激光焊接焊缝的深度;另一方面又可提高激光焊接的焊接速度;同时还可避免铝合金焊接中常见的熔洞和烧穿等焊接缺陷。

    从激光焊接技术的用户企业的角度来讲,一个没有完全得以解决的问题是激光焊接技术的标准化问题。该问题集中体现在设备的连接接口和不同的焊接设备零部件方面。BMW的专家指出:标准化将使得激光光学设备、零部件的生产和制造在世界范围内达到简化。VW公司的专家与BMW的专家的观点相似,并且认为标准化还可以提高激光设备的有效程度。


 
 
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