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激光焊接工藝在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

——推進(jìn)整車輕量化進(jìn)程，盡顯激光技術(shù)的安全分寸

講師首先指出本次的分享主題“推進(jìn)整車輕量化進(jìn)程，盡顯激光技術(shù)的安全分寸”的意義不只是簡(jiǎn)單的減重，而是在保證汽車安全性和品質(zhì)的前提下，將更多的新材料新結(jié)構(gòu)和新工藝用在汽車的功能件上，不僅使性能更加優(yōu)異，同時(shí)使重量更輕，對(duì)于焊接工藝要具備可靠性和安全性。

課程大綱

• IPG公司簡(jiǎn)介及產(chǎn)品線介紹

• 汽車輕量化進(jìn)程及應(yīng)用趨勢(shì)
• IPG光纖激光在汽車白車身上的應(yīng)用
• IPG光纖激光在汽車零部件上的應(yīng)用
• 總結(jié)與展望

課程回顧

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公司簡(jiǎn)介和產(chǎn)品線介紹

進(jìn)入正題講師首先對(duì)IPG公司做了簡(jiǎn)單的介紹，公司總部在美國，研發(fā)中心分布在美國、德國、德國、意大利和俄羅斯4個(gè)國家，全球近5000名員工，全球有10個(gè)實(shí)驗(yàn)室，其中中國有4家。

以上是IPG產(chǎn)品線的圖譜，目前的產(chǎn)品線有飛秒、皮秒、納秒，綠光、紫外，還有主打在汽車領(lǐng)域的qcw、cw連續(xù)的激光器。在整個(gè)產(chǎn)品線上可以提供大于510種不同的光纖激光器，這510種不同的光纖激光器可以用于不同的未加工和宏觀加工的需求，客戶可以按照自己的需求進(jìn)行進(jìn)行采購。

以上是IPG的實(shí)驗(yàn)室分布，實(shí)驗(yàn)室分布在北京、上海、深圳、武漢4地。

激光行業(yè)在中國是一個(gè)蓬勃向上發(fā)展的一個(gè)行業(yè)，這其中95%激光相關(guān)的業(yè)務(wù)都是在材料加工領(lǐng)域，而汽車領(lǐng)域又是在材料加工領(lǐng)域中間占最大份額。

2

汽車輕量化進(jìn)程及應(yīng)用趨勢(shì)

3

IPG光纖激光在汽車白車身上的應(yīng)用

這是某個(gè)車型高強(qiáng)度的鋼管和框架結(jié)構(gòu)的焊機(jī)。

這也是高強(qiáng)度鋼，這里的DP800和DP1000，是鐵素體加馬氏體的一個(gè)雙相鋼，甚至還用到了熱成型鋼，是車體的一個(gè)側(cè)圍，主要是用34道遠(yuǎn)程激光焊接來實(shí)現(xiàn)，用激光焊做高強(qiáng)鋼的焊接能使它的性能得到很好的保證。

這個(gè)案例還是高強(qiáng)度鋼，也是屬于側(cè)圍的焊接，主要是有79道遠(yuǎn)程焊的c型焊縫組成，右邊是焊接的一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)照片。

這是IPG做的一個(gè)領(lǐng)域車門的激光焊接，其實(shí)它的優(yōu)勢(shì)是蠻明顯的，他的熱量很集中，所以可以用小的熱輸入進(jìn)行焊接。

這是一個(gè)整體性的案例，現(xiàn)在鋁合金的案例比較多的就是鋁合金的拼焊板，比如有些會(huì)選擇異厚度的鋁合金進(jìn)行拼焊，還有車頂和側(cè)圍的焊接，還有后行李蓋的焊接。

這是填絲焊的例子，它是一個(gè)鋁合金的行李蓋，由于他焊接的表面要求是AA制等級(jí)表面，所以要求也比較高，右下角這個(gè)激光填絲焊的表面非常光滑，完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)的要求就取消了。

這也是一個(gè)鋁合金的激光焊，是邊緣焊接的形式，這個(gè)邊緣焊接的形式可以極大程度的實(shí)現(xiàn)減重，而且這個(gè)焊后的變形也非常小，可以完全取代之前的電阻點(diǎn)焊的工藝。

4

IPG光纖激光在汽車零部件上的應(yīng)用

過去的零部件很多都是用二氧化碳激光做的，現(xiàn)在固體的激光器去取代二氧化碳，這是零部件焊接的一個(gè)趨勢(shì)，特別是對(duì)于北美市場(chǎng)很多新的燃油傳動(dòng)裝置開始慢慢進(jìn)入市場(chǎng)，他會(huì)考慮用一些新的更經(jīng)濟(jì)更可靠的方法去體取代原有的設(shè)備。這里面IPG就通過大量的驗(yàn)證最終得出他們采用光纖激光器去取代二氧化碳不但可以得到非?？煽康暮附淤|(zhì)量，而且取消了氦氣保護(hù)的步驟，極大的節(jié)省了成本。

這些部件看起來似乎比較簡(jiǎn)單，因?yàn)椴皇卿X或者鎂或者復(fù)合材料等等比較新型的材料，但其實(shí)在傳動(dòng)系統(tǒng)的材料更新?lián)Q代里面也是不斷在升級(jí)的，越來越多的高合金元素，甚至滲碳或者滲碳氮部件用于這些零部件中，所以說焊接的時(shí)候，裂紋的敏感性還是非常高的，這里IPG針對(duì)這些裂紋的敏感性比較高的部件也有自己相應(yīng)的一些技術(shù)，比如光纖配置，還有在焊接擺動(dòng)頭方面，都會(huì)采取綜合的比較好的配置。

在汽車座椅上也是一個(gè)重要的應(yīng)用，座椅在汽車的安全等級(jí)里面是十級(jí)，它對(duì)焊縫的可靠性，還有公益的棒性的要求，都是非常高。

這里講師再次將話題切換到白車身，主要是想說說新能源車的話題，新能源車使用電池驅(qū)動(dòng)，對(duì)于這個(gè)車輛的重量會(huì)比傳統(tǒng)的汽車會(huì)更加敏感，而且對(duì)于一些新材料的應(yīng)用會(huì)更加大刀闊斧，在國產(chǎn)新能源車的全鋁車身里，都是用的IPG的激光器做的全鋁車身的焊接。

除車身外非常重要的還有電池，在電池這方面IPG做的也是比較成熟的，都是用它設(shè)備相應(yīng)的款型去推薦。硬包電池，它的防爆閥、極柱、軟連接，殼體封口，注液孔，模組，都有相應(yīng)的推薦配置。

硬包電池的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)來說已經(jīng)比較成熟了，軟包電池這塊大家還在摸索之中，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也沒有特別的出臺(tái)，IPG在北美也成立了專門的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，差不多在今年的第三季度可以拿到相應(yīng)的測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)，這樣的話可以可以更好的服務(wù)于國內(nèi)電池客戶。

IPG去年收購了一家加拿大的公司叫LGD，它翻譯出來就是焊縫的熔深動(dòng)態(tài)檢測(cè)，這臺(tái)設(shè)備可以和IPG的激光器和焊接頭很好的結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)焊前對(duì)接面的間隙焊接工件的高度、焊接過程中熔深的實(shí)地測(cè)量、焊后表面質(zhì)量等等幾個(gè)方面綜合的測(cè)量，實(shí)際測(cè)量的熔深和在線的熔深有很好的一致性。

而且還可以實(shí)時(shí)的提取到這個(gè)小孔的行碼，即右邊黑色小孔的形貌圖，這樣就可以很更好的監(jiān)測(cè)實(shí)際的激光焊接的質(zhì)量，確保安全性。

5

IPG總結(jié)與展望

—End—

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