激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用已經(jīng)得到普遍的采用的工藝,經(jīng)過80多年的發(fā)展,已經(jīng)逐步發(fā)展成一種應(yīng)用于各個行業(yè)的技術(shù),在汽車制造中的應(yīng)用更是推動激光焊接技術(shù)向工業(yè)化發(fā)展。
一、激光焊接技術(shù)的簡介
(1)激光焊接技術(shù)的原理。激光焊接是一種高速、變形極小、非接觸的焊接方式,適合大量且連續(xù)的在線加工。激光焊接技術(shù)的主要原理是利用激光產(chǎn)生波長單一的光束,選用化學(xué)能或者電能將液態(tài)、固態(tài)或者氣態(tài)介質(zhì),通過光學(xué)震蕩器產(chǎn)生,這些光束的可傳播距離較長,波長差異小,被集中率非常高,形成高功率的激光束,作用于金屬表面,能夠快速達(dá)到沸點(diǎn),將金屬汽化。當(dāng)金屬蒸汽以一定的速度離開金屬熔池的表面時產(chǎn)生的應(yīng)力反作用,是熔化的金屬向下凹陷,出現(xiàn)一個小凹坑。進(jìn)行繼續(xù)加熱,此時會形成一個非常細(xì)且長的小孔。隨著激光束的移動,小孔前方熔化的金屬會繞過小孔流向后方,冷卻凝固后形成焊縫。激光功率的密度決定著焊縫的深淺,激光功率密度較高時,熔深較大,焊縫深寬也就較大;激光功率的密度較低時,熔深較淺,焊縫的深寬也就較小。(2)激光焊接技術(shù)的分類。在汽車制造業(yè)中主要應(yīng)用兩類激光焊接機(jī)是CO2激光焊機(jī)和YAG激光焊機(jī),相應(yīng)的激光焊接技術(shù)可以分為激光焊接、激光拼焊和激光復(fù)合焊接技術(shù)。(3)激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)。一是能夠給有效的節(jié)約材料,加工的速度較快,可以減輕工作人員工作強(qiáng)度;二是激光焊接不直接接觸零件,工作產(chǎn)生噪音低,環(huán)保性強(qiáng);三是有工作中帶來的熱量影響范圍小,造成產(chǎn)品零件熱變形非常??;四是焊縫焊接質(zhì)量較高,外觀較為美觀;五是激光焊接技術(shù)的實(shí)施設(shè)備功能多,多成套或者成系列,操作方便靈活,提高工作效率;六是焊接精度高,在激光焊接機(jī)中配備計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),能夠進(jìn)行二維立體加工或者三維立體加工;七是對于質(zhì)地堅(jiān)硬、易脆裂、熔點(diǎn)極高和極薄的材料,具有特別的功效。
二、激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用
汽車制造成規(guī)?;l(fā)展已經(jīng)成為一個重要趨勢,在汽車制造中,焊接工藝是一項(xiàng)重要工藝,也是整車流程中重要的銜接環(huán)節(jié),激光焊接技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使焊接環(huán)節(jié)的工作效率大大提高,從而達(dá)到汽車制造過程優(yōu)化效率的目的。目前在汽車制造中應(yīng)用最為廣泛的焊接方式有激光拼焊、激光焊接和激光焊接技術(shù)。拼焊技術(shù)是汽車制造中的一個重要環(huán)節(jié),普遍應(yīng)用于汽車制造,在車身制造上的應(yīng)用更為突出。激光拼焊幫我們解決了傳統(tǒng)車身制造方式的缺點(diǎn),傳統(tǒng)方式是將各分部件先進(jìn)行沖壓成型,之后再進(jìn)行焊接,焊接的效果總是不盡如人意,融合處處理不是很完美,甚至融合不是很好。激光拼焊過程中,在車身制造時順序和傳統(tǒng)方式正好相反,先進(jìn)行焊接,再進(jìn)行沖壓成型。激光拼焊使用零件數(shù)量少,可以節(jié)約成本,并且能夠進(jìn)行不同材質(zhì)、不同部位的鋼板焊接,焊接精準(zhǔn)度較高,這項(xiàng)技術(shù)在世界汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用,在奇瑞、一汽等國內(nèi)汽車公司都已近開始使用激光拼焊技術(shù),并且是最先進(jìn)的汽車車身焊接技術(shù)。激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用是從變速器的齒輪焊接開始的,這要求焊接不但要凈度高,還要質(zhì)量高,才可以滿足變速器齒輪對運(yùn)轉(zhuǎn)速度和重量的高要求。激光焊接技術(shù)具有高精度、高凈度的特點(diǎn),可以減輕齒輪負(fù)擔(dān)。這種焊接技術(shù)的興起在20世紀(jì)80年代,克萊斯勒公司、通用公司、福特公司等最先將激光焊接技術(shù)應(yīng)用到汽車制造中,而激光焊接技術(shù)帶來的高效率、高質(zhì)量、低成本,成為美國汽車制造技術(shù)在世界領(lǐng)先地位的保障。隨著新型鎂、鋁等材料在汽車制造中的應(yīng)用,對于焊接技術(shù)的要求也越來越高,激光焊接技術(shù)不但可以減少鎂、鋁化合物的產(chǎn)生,延長使用壽命,滿足功能要求,同時也兼顧了美觀。將激光焊接和電弧焊接綜合在一起,便是激光復(fù)合焊接技術(shù),也可以看作是激光焊接技術(shù)的改進(jìn)技術(shù),不但提高了激光焊接技術(shù)的穩(wěn)定性,焊接速度高,而且焊接的工作效率和質(zhì)量都得到很大程度上的提高。
隨著我國改革開放的不斷深入,人們生活水平不斷提高,對汽車的需求也逐漸提高,而且對汽車的質(zhì)量、外觀等方面的要求也越來越高,為了滿足這種社會需求,要求我國汽車制造企業(yè)要根據(jù)實(shí)際情況,引進(jìn)先進(jìn)的加工工藝,提高汽車制造中的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量,同時降低成本,保證企業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。因此,在汽車制造中廣泛應(yīng)用激光焊接技術(shù)等先進(jìn)工藝,已經(jīng)成為國內(nèi)汽車業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。在“九五”期間,激光焊接技術(shù)已經(jīng)被列入機(jī)械行業(yè)十大技術(shù)之一。在未來的發(fā)展中,激光焊接技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化仍是我們努力的方向。
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