通過(guò)技術(shù)革新，TWB公司推出了一種突破性的帶卷拼焊技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)拼焊產(chǎn)品的成卷供貨。隨著公司平均燃料經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)(CAFE)的提高以及消費(fèi)者對(duì)燃油效率更高的汽車愈加偏愛(ài)，汽車行業(yè)不得不加緊探索新的技術(shù)和創(chuàng)新的方法，來(lái)系統(tǒng)地減輕汽車的重量和降低成本。對(duì)于汽車工程師來(lái)說(shuō)，在保證汽車安全性的前提下提高燃油效率和減輕二氧化碳排放帶來(lái)的負(fù)面影響，是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，也是汽車行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)及機(jī)會(huì)。例如，減少100公斤汽車總重量可以使平均燃油經(jīng)濟(jì)性提高8%。
TWB的帶卷拼焊生產(chǎn)線可以將不同厚度、不同鋼種和不同涂鍍層的帶鋼直接用激光焊機(jī)對(duì)焊起來(lái)，這些連在一起的激光拼焊板可以直接沖壓成成品部件，而這些部件在不同的部位使用了不同的材料。該技術(shù)可以帶來(lái)很多好處，例如通過(guò)設(shè)計(jì)整合來(lái)提高部件的強(qiáng)度，減輕重量，增強(qiáng)功能。此外，還能減少?zèng)_壓和裝配的次數(shù)，從而進(jìn)一步降低復(fù)雜性和部件的總體尺寸公差。因此，通過(guò)這種簡(jiǎn)化并提高效率的措施可以帶來(lái)可觀的成本節(jié)約。過(guò)去20年中，汽車生產(chǎn)商在北美市場(chǎng)一直在使用拼焊板技術(shù)，他們認(rèn)為這是一種非常關(guān)鍵的提高成本效益的減重技術(shù)。
隨著不斷有新的更先進(jìn)的高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度等級(jí)的鋼材開(kāi)發(fā)出來(lái)，我們可以有選擇性地在不同部位使用最適合的材料。這種定制方法使得我們可以通過(guò)靈活的部件設(shè)計(jì)來(lái)最大限度地優(yōu)化單次沖壓成型的部件的性能。同時(shí)，對(duì)鋼種組合的優(yōu)化將改進(jìn)相關(guān)部件的抗沖擊性能和抗碰撞吸收能，以獲得令人垂涎的五星安全測(cè)試評(píng)級(jí)。
追本溯源
激光拼焊板最早于20世紀(jì)80年代中期由德國(guó)的蒂森克虜伯鋼鐵（ThyssenKrupp Steel）公司生產(chǎn)，以滿足汽車工業(yè)不斷擴(kuò)大的技術(shù)要求。拼焊板最初主要用來(lái)生產(chǎn)比當(dāng)時(shí)的熱浸鍍鋅線更寬的部件。蒂森克虜伯的解決方案是將兩張同樣的鋼板用激光焊接在一起，然后再進(jìn)行沖壓成形，以滿足客戶的需求。結(jié)果很令人滿意，所以蒂森克虜伯鋼鐵公司1985年決定在其德國(guó)杜伊斯堡的工廠內(nèi)大規(guī)模地生產(chǎn)激光拼焊板。自此以后，拼焊板技術(shù)不斷發(fā)展，使得不同厚度、鍍層和材料等級(jí)的各種鋼板組合成為可能，包括不銹鋼和碳素鋼。
TWB公司于1992年在密歇根州的門羅成立，是沃辛頓工業(yè)公司（Worthington Industries）和蒂森克虜伯鋼鐵公司的合資企業(yè)。該合資企業(yè)已經(jīng)成為北美市場(chǎng)拼焊技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。TWB的國(guó)際化網(wǎng)絡(luò)還包括蒂森克虜伯拼焊板公司（TKTB）和一個(gè)設(shè)計(jì)拼焊產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的公司，他們的拼焊板和帶卷拼焊產(chǎn)品已經(jīng)在歐洲和亞洲得到全面應(yīng)用。
拼焊板在汽車上的應(yīng)用已經(jīng)超過(guò)18種，應(yīng)用較多的包括車門內(nèi)板、汽車側(cè)圍、立柱、縱梁和梁等。部件的整合和優(yōu)化以及提高材料利用率，為汽車車身面板節(jié)約了裝配成本、工裝投資以及減輕了重量。隨著OEM生產(chǎn)商繼續(xù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)更多的全球整車平臺(tái)，他們將更需要那些可以在全球范圍內(nèi)給予業(yè)務(wù)支持的供應(yīng)商，例如像TWB和TKTB這樣的公司。
TWB利用專利的流動(dòng)式連續(xù)激光焊接技術(shù)，通過(guò)一個(gè)壓輥傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)使鋼板通過(guò)激光束，從而確保這種鋼板焊接技術(shù)的高工藝可靠性和高效率。公司在其所有的拼焊板和帶卷拼焊生產(chǎn)線中采用二氧化碳或光纖激光器作為激光源。
所有的焊縫都使用專利的漏磁檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證質(zhì)量和可靠性，它可以測(cè)量到內(nèi)部焊縫中小至0.3毫米的不連續(xù)段。將其進(jìn)一步與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整合在一起可以檢測(cè)精度高至0.03毫米的焊縫幾何尺寸。
帶卷拼焊技術(shù)的發(fā)展
TWB公司在其連續(xù)激光焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展，將成卷帶鋼用激光拼焊在一起，然后再成卷用于加工中，例如下料、級(jí)進(jìn)模沖壓、多工位壓力機(jī)沖壓、滾軋成形。這一飛躍性的技術(shù)使得我們有可能運(yùn)用不同種類、厚度、鍍層的組合來(lái)拼焊成新的零部件。帶卷拼焊技術(shù)提供了一種成本效率很高的解決方案，來(lái)幫助解決傳統(tǒng)的拼焊板無(wú)法解決的問(wèn)題。這一技術(shù)吸引了汽車生產(chǎn)商和工程師們的注意，對(duì)于那些主要使用帶卷加工的非汽車工業(yè)也極具吸引力。
除了前面所述的益處，帶卷拼焊還可以擴(kuò)展許多種類的鋼卷的寬度。大部分高強(qiáng)度鋼、先進(jìn)高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼的鋼卷寬度有一定的限制，以保證產(chǎn)品性能的統(tǒng)一性。TWB現(xiàn)在擴(kuò)展了這些高強(qiáng)度鋼材的寬度，從而賦予工程師們更大的靈活性，他們?cè)谠O(shè)計(jì)零部件的時(shí)候可以考慮單次沖壓成形的復(fù)合部件，而不是將多個(gè)部件生產(chǎn)出來(lái)以后再隨后在下游生產(chǎn)工序中裝配起來(lái)。帶卷拼焊可以使寬度達(dá)到2.5米，這可以適用于世界上最大的帶卷喂料機(jī)。
級(jí)進(jìn)模沖壓和滾軋成形是兩種最有效率的成形工序，當(dāng)它們與帶卷拼焊技術(shù)結(jié)合起來(lái)以后，可以大幅降低沖壓成本和部件重量。這一技術(shù)也會(huì)提高串聯(lián)式拉延的效率（用單個(gè)的板料進(jìn)行喂料時(shí)的效率一般較低）。帶卷拼焊技術(shù)已經(jīng)在超過(guò)45種汽車車身部件的生產(chǎn)中得到應(yīng)用，例如車頂彎梁、頂蓋橫梁、立柱加強(qiáng)板、橫梁、前圍、座椅板以及排氣系統(tǒng)的部件，如果這45種都應(yīng)用的話可以減少35公斤的重量。
TWB帶卷拼焊加工線所適用的帶鋼寬度一般在75毫米至1500毫米之間，厚度在0.6毫米至3.0毫米之間。它們同時(shí)被送入位置固定的6千瓦光纖傳輸激光焊接機(jī)，在這里被焊接好以后再按照客戶的需求尺寸重新被復(fù)卷，以備客戶進(jìn)行下一步的加工成形。
如果用3 個(gè)/ 以上的獨(dú)立帶卷來(lái)拼焊，那么前述帶卷將被再次送入焊接機(jī)，最后出來(lái)的帶卷有多個(gè)焊縫。大部分帶卷通常是由3個(gè)帶卷拼焊在一起的，因而擁有兩個(gè)不同的焊縫。
這一系列的開(kāi)卷、焊接、監(jiān)測(cè)和復(fù)卷的加工過(guò)程采用了相同的連續(xù)喂料焊接單元、質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及專門針對(duì)拼焊板產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。拼焊帶卷上的任何焊接缺陷都會(huì)被標(biāo)記出來(lái)，而任何一個(gè)孔洞都能在沖壓或成形過(guò)程中被自動(dòng)檢測(cè)出來(lái)。每一米拼焊帶卷上也將噴墨打印上它們的長(zhǎng)度和序列號(hào)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
帶卷的長(zhǎng)度均等問(wèn)題已經(jīng)被成功解決。因?yàn)閹Ь淼暮穸炔煌?，所以往往在長(zhǎng)度方面會(huì)有差異，幸好TWB找到了一種高效且成本效益高的方法來(lái)使長(zhǎng)度均等。帶卷焊接線可以在線加入較短的鋼條卷，此時(shí)在鋼條的頭部和尾部之間會(huì)留下一個(gè)狹小的縫隙。這個(gè)小縫隙在帶卷上會(huì)作為缺陷被檢測(cè)并標(biāo)記出來(lái)，不過(guò)這仍然不失為一種使材料利用率最大化的方式，不僅有效而且花費(fèi)不高。
小結(jié)
拼焊板技術(shù)業(yè)已發(fā)展成熟，而帶卷拼焊技術(shù)使行業(yè)內(nèi)那些效率最高的成形工序可以有效利用到拼焊板的優(yōu)點(diǎn)，例如級(jí)進(jìn)模沖壓和滾軋成形。這讓汽車工程師們獲得了另一個(gè)有用的幫手，讓產(chǎn)品既能達(dá)到強(qiáng)制性的CAFé標(biāo)準(zhǔn)，又能滿足消費(fèi)者需求。通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有的材料供應(yīng)和沖壓設(shè)備，他們可以獲得顯著的減重。
借助帶卷拼焊技術(shù)，TWB公司擴(kuò)展了其焊接技術(shù)在汽車以及其它行業(yè)的應(yīng)用范圍。
作者：Mark Eisenmenger，Daniel Szymanski
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