浅谈激光拼焊在汽车制造工艺中的应用

浅谈激光拼焊在汽车制造工艺中的应用
乌氏粘度计原理摘要:激光拼焊是现代汽车制造工业当中最常见的车身制造技术之一,在应用过程中主要体现为将各类不同的汽车制造材料与不同厚度的板材焊接在一起,如此就能够形成一个相对更完整的冲压车身外板。而相对于传统的车身制造技术,在应用激光拼焊技术后的车身工艺表现更为均匀、强度更大、刚性更高。如此一来,在实践过程中就可以更好地改善产品质量,同时也能够更好地提升生产效能、节约生产原料,为主机厂提供更大的利润空间。然而本文在研究激光拼焊在汽车制造工艺中的应用时却也发现,激光拼焊如果在应用过程中出现偏差,加工的质量也会达不到预期,自然不利于汽车整车产品的质量控制。
关键词:激光拼焊;车身;应用;微裂纹;
1.激光拼焊相关概述
1.1激光拼焊的概念 
激光拼焊的主要方式是通过激光能源,把各类材质、形态以及喷涂物的金属板材自动拼合、通过点焊或弧焊的方式制成一体化的车身部件或是其他材料,从而让各个零部件都可以满足
整车产品的设计需要,通过轻量化的材质以及更科学的内部结构,让车身的灵活性、燃油经济性得到有效提升[1]。在过去,汽车坯料在设计阶段相对粗放,所以在埋料生产过程中的成本控制只能通过控制材料用量或是摆剪剪切的方式实现。而在激光拼焊技术不断发展与普及后,这一技术就迅速成为了汽车制造业减少坯料成本、实现持续生产且提升模具生产质量和工艺水平的重要技术方向。
区域经济发展1.2激光拼焊的优点
当前激光拼焊技术已经广泛运用在汽车生产制造当中,激光拼焊相对于传统电阻焊具有的优点更加明显,在激光拼焊中材料是对接焊接在一起的。激光拼焊的区域体积相对较小,焊缝的宽度一般在0.5-1mm的范围,焊接完成之后不会增加焊缝的高度。在焊缝上附加镀锌之后,阴极保护功能没有受到破坏,且在进行焊接时热影响范围较小[2]。激光拼焊的焊缝强度相对较高,完成之后的强度能够符合标准要求。此外,运用激光拼焊板工艺制造出来的产品能够有效减少物流方面的成本,降低油耗和废品率,零件成本相对要低,装配工艺更加简单,汽车抗碰撞性能也得到进一步增强,冲压成型性上的优势更加突出,由于密封胶使用率极低,因而也能体现绿环保的要求。
2.激光拼焊的工艺发展与应用情况
当前,汽车制造业当中对激光拼焊的应用,主要是为了满足各类强度要求、性能要求以及部位要求的部件制造需要,在此过程中实现整车车身轻量化、车身生产高效化以及生态环境保护等目标。就当前趋势来看,激光拼焊已经开始在不同规模的主机厂、制造车间内逐渐淘汰传统焊接,这是因为激光拼焊从成本角度来看,可以让主机厂在设计环节获得更大的余量,在各个部位的装配成本也更低,而且质量更高,对材料的浪费更少。但从整体上看,激光拼焊工艺对产品设计的精度、冲压工艺的成熟性以及模具制造的精细与否都有着较高要求,只有在满足这些条件的情况下,激光拼焊才能够发挥自身在车身生产过程中降本增效、提质提量的作用[3]
另外,激光拼焊在实践中也常常出现一些技术方面的不足,比如拼焊的焊缝处出现气孔,又或是存在焊弧中断,又或是出现焊缝忽细忽宽、焊错边、焊接出现偏向、局部焊接点太窄、烧穿板材或其他部件等问题,这些问题的存在也使得一些汽车制造厂商在全面以激光拼焊替代传统车身焊接工艺时,抱持着相对谨慎的态度[4]。当然,相对于这些可以以高精度检测设备以及大数据监控、模拟生产建模等方式控制的问题,激光拼焊的优势依然十分
突出。所以,一些厂商为了真正在生产中应用好激光拼焊技术,一些车企也认为,对于一些相对结构较为复杂的、材料可回收利用性较差而且需要大量不同材质满足不同强度需求的零部件,应该进行专门性分析之后才能够使用激光拼焊技术,从而尽可能降低车身零部件的备件量,也减少人工焊接装配的工时需要。一些车企在应用上述策略后,目前已经在大型天窗安装板的生产上获得了显著的经济效益。
3.激光拼焊技术在汽车制造工艺中的实际应用
3.1 不同板块的焊接工艺技术
板块在激光焊接时会产生集中热量的情况,板块热情呈现持续增长的状态,热过程速度相当之快,为避免热量太高导致钢板变形,就要控制钢板的热量,防止发生严重的热碰撞效应,减少材料损耗,从而达到降低成本的目的。此外,不同材料特性进行的激光焊接难度各有差异,工作人员要充分了解不同材料材质与特性对板块的影响[5]。通常而言,材料在进行激光拼焊时会形成物理化学性能,可焊性受到削弱,金属材料发生异变,电位受到不同程度的腐蚀。关于涂层板的激光焊接方面,涂层板的激光焊接会产生大量气孔,板块的尺寸厚度在这个时候就会相应的增加,因此要注意加以控制,使涂层板厚度维持在合理的
范围。
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3.2激光拼焊需要的机械设备及相关工艺
创新的国度
在进行激光拼焊技术时,为了让激光能够真正起到焊接所需的作用,通常需要一个最核心的部件:激光器。最常见的商用激光器有固态和气态两种,其中固态激光器主要是用光纤完成激光传导,光损耗率较低但造价惊人、光纤耗损率也非常高,而一般采用二氧化碳作为激发的气态激光器,是将大功率激发二氧化碳到2-5千瓦之后出现电光效率。同时,在应用激光拼焊技术的时候,汽车企业一般会在选择好板材之后,通过流水线传输带以及周边配套的许多安装焊接设备,通过流水线的方式来完成焊接与装配制造车身。
大气稳定度
具体来说,在选材的过程中,主机厂为了确保冲压以及焊接的成功率、良品率,需要充分考虑板材的厚度,就当前技术条件下0.65mm以上、3mm以下厚度的材料比较容易完成冲压,也能够较好地满足车身制造所需的刚度与塑性标准。在完成了材料选择之后,就应该下料切割,在此过程中应该合理掌握相关参数,从而调整好焊接对象的夹具,保证焊缝均匀且与板材厚度相符。最后,在完成对焊缝的检测检验后,若不合格则进行重焊,若合格便可交付下一阶段的生产。
3.3激光拼焊在汽车制造常用零部件应用
在当前的汽车制造产业当中,激光拼焊最常应用在四门内板上面,激光拼焊技术使得四门匹配精度更高,整车匹配的时间和人工成本都得到大幅度降低,四门总成件重量也有所减少,密封工作效率与总体交付重量都得到进一步提升,兼具经济效益与环保效益。与此同时,门内板采用不同板厚的焊接使门铰链的刚性得到进一步增强,整体门总成强度也有所提高。这样一来,汽车匹配公差精度得到增加,所具有的美观性更强,给人的视觉感更加突出。如此在市场竞争中的优势更强,汽车企业既能在成本上有所降低,经济效益有所提升,工艺水平有所提升,同时也兼顾了环境保护,获得了经济效益与环保效益上的双丰收。
参考文献:
[1]黄伟男,冯淑娟,王丽丽,吕进.汽车侧围加强板一体式门环结构的应用[J].锻造与冲压,2022(08):16+18-20.
[2]姜毅,张颖云,朱胜利,李波,朱磊,黄奔.激光功率对TC4钛合金薄板对接焊缝形貌的影响[J].热加工工艺,2020,49(15):16-18+24.
[3]周磊磊,何超军,余腾义,靳阳,王亮赟,王敏莉.不等厚异质双相钢激光拼焊接头组织及成形性能研究[J].应用激光,2021,41(02):299-304.
[4]白颖,钟李欣,范子翠,李世峰,张立,陈磊.A286薄壁大径双曲排气半管拼焊拉深工艺探索[J].塑性工程学报,2021,28(09):65-72.
[5]孙逸铭. 车用先进高强钢激光拼焊组织演变及力学行为研究[D].哈尔滨工业大学,2019.

本文发布于:2024-09-24 22:23:05,感谢您对本站的认可!

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