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激光拼焊技术及其发展状况

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清纯美少女 发表于 2014-2-23 11:40:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
         激光拼焊板的界说:拼焊板是将几块不一样原料、不一样厚度、不一样涂层的钢材用激光把边部对焊,焊接成一块全体板,以满意零部件对资料功用的不一样需要。经过冲压等工序后变成汽车的部件。


    从20世纪80年代中期开端,拼焊板作为新技能在欧洲、美国、日本得到了广泛的重视。拼焊板技能首要是为汽车设计行业进行配套效劳,尤其在车身零部件出产、制作和描绘方面,拼焊板的运用有着无穷的优势。当前,无论实验室仍是汽车制作厂的实践经历,均证明晰拼焊板能够成功地运用于汽车车身的制作。


     1985年Audi车身上成功选用了全球榜首块激光拼焊板。90年代欧洲、北美、日本各大汽车出产厂开端在车身制作中大规划运用激光拼焊板技能,这些年该项技能在全球新式钢制车身描绘和制作上获得了日益广泛的运用。奔跑、宝马、通用等各大汽车出产厂相继在车身中选用了激光拼焊板技能。

       冷轧钢板激光拼焊是一项高新技能,首要处理冷轧不能出产的超宽板以及不等厚板,当前首要运用在汽车门内板、底板、立柱等不等厚钢板的拼焊中。其技能进程为先将不一样或一样厚度、强度、原料的冷轧钢板,切成适宜的尺度和形状,然后激光焊接成一个抱负的全体,即拼焊板。汽车制作商用这种拼焊板冲压成特定的零件安装汽车,以满意自个和消费者进步汽车商品质量、下降出产本钱、减轻车重、削减油耗、保护环境等方面的多种需要。



     激光拼焊板开展的四个期间:


     一、开端期间,群众公司1985年超大板的需要促进了激光拼焊板的开展,跟着新车型的开展,激光拼焊板得到了广泛运用。


     二、生长期间,跟着激光焊接设备的不断改进,激光拼焊板运用和数量在不断添加,虽然俄然很多运用激光拼焊板对汽车制作商来说还难以承受,因需要而在技能上获得了激光拼焊的经历。Golf4就运用了19块激光拼焊板。


    三、成型期间,一些汽车制作商引入激光拼焊板使得其竞争对手开端评价激光拼焊板的长处和缺点,1998年开端,其他的汽车厂商开端运用或方案运用激光拼焊板。四、进步杂乱性,运用高端的激光焊接技能能够出产更杂乱更大的零件.

  现代汽车格外是下一代汽车,将会很多运用激光拼焊的冷轧薄板,最高的份额能够会到达悉数用板量的40%以上,其间有差强度拼焊、差厚度拼焊和差钢质的拼焊等。拼焊板是将几块不一样原料、不一样厚度和不一样涂层的钢材用激光把边部对焊,焊接成一块全体板,以满意零部件对资料功用的不一样需要,再经过冲压等工序后变成汽车的部件。激光拼焊能够最大极限地削减汽车零件数量、减轻汽车分量、优化零部件的公役和下降本钱,一起又可确保汽车的功用,代表了汽车新技能的开展方向。绝大有些领先车型的车门内板、升降台、车底板和侧梁等都选用了激光拼焊板。



  从20世纪80年代中期开端,拼焊板作为新技能,在欧洲、美国、日本得到了广泛的重视。拼焊板技能首要为汽车行业进行配套效劳,尤其在车身零部件出产、制作和描绘方面,运用拼焊板表现出无穷的优势。当前,无论实验室仍是汽车制作厂的实践经历,均证明晰拼焊板能够成功地运用于制作汽车车身。


    1985年奥迪车身上成功选用了全球榜首块激光拼焊板。90年代欧洲、北美、日本各大汽车出产厂开端在制作车身时大规划运用激光拼焊板技能,这些年该项技能在全球新式钢制车身描绘和制作上获得了日益广泛的运用。奔跑、宝马、通用等各大汽车出产厂相继在车身中选用了激光拼焊板技能。

  一、汽车激光拼焊板的运用范畴



  冷轧钢板激光拼焊首要处理冷轧无法出产的超宽板以及不等厚板,当前首要运用在汽车门内板、底板、立柱等不等厚钢板的拼焊中。其技能进程为:先将不一样或一样厚度、强度、原料的冷轧钢板,切成适宜的尺度和形状;然后激光焊接成一个抱负的全体,即拼焊板。图2为激光拼焊板的出产流程。汽车制作商用这种拼焊板冲压成特定的零件安装汽车,以满意自个和消费者进步汽车质量、下降出产本钱、减轻车重、削减油耗、保护环境等多种需要。

  二、激光拼焊板的优势



  传统技能条件下,汽车各种部件的制作是由各种小的冲压零部件点焊制成。而选用了激光拼焊新技能后,则改成先将不一样强度和不一样厚度的板材冲裁、焊接成全体毛坯,然后进行全体冲压成形。激光拼焊商品的经济技能优势表如今能明显下降了轿车商品的制作本钱,并有用进步了轿车商品的各项功用,为新式轿车描绘及制作技能的开展指明晰方向。世界激光拼焊商场自1996年进入高速开展期。在轿车商场占主导车型的紧凑型轿车和中型轿车的描绘上,激光拼焊制作技能的优胜性表现得愈加杰出,选用的激光拼焊加工部件越来越多。


  运用激光焊接技能出产的拼焊板具有无穷的优势,首要体如今以下六个方面:


1、减轻车身分量


  在汽车布局件的运用中,运用激光拼焊板,就不用运用剩余加强件,然后下降全体车身分量。经过在一块钢板中,不一样资料和厚度的组合能够大大简化全体车身的布局。


2、削减汽车零部件数量


  进步轿车车体布局精度,能够减缩许多冲压设备和加工工序。经过运用激光拼焊技能,将资料的强度、厚度进行合理组合,可大大改进布局刚度。


3、原资料运用率进步


  经过在布局件的特定部位有选择性的运用高强、厚资料,然后使资料的运用率大大进步。经过在落料工序中选用排料技能,将各式各样的钢板得到合理组合,然后大大下降资料工程废料率。


4、布局功用进步


  经过运用激光拼焊技能,将资料强度、厚度得到合理组合,使布局刚度得到晋升,布局的抗腐蚀功用也得到进步。一起,关于有磕碰需要的部位,经过运用高强钢或厚板;而在需要低的部位,运用低强钢或薄板,然后大大进步了汽车零部件抗磕碰的才能。与传统点焊技能比较,运用激光拼焊板的冲压件,大大进步尺度和形状精度,使车身的安装精度得到改进,这将下降汽车噪声和全体安装缺点。


5、为出产宽体车供应能够


  因为受钢厂轧机宽度的约束,钢厂供应的板宽有限。跟着汽车工业的开展,汽车对宽板的需要却日趋急迫,选用激光拼焊不失为一种有用而经济的技能办法。ULSAB项目于1998年出产出样车,在这一超轻型车上运用的拼焊板零部件数量到达16件,约占车身分量的45%。因为经过选用拼焊板技能,使车身零件数量约削减25%、抗扭刚度进步了65%、振荡特性改进35%,并且增强了曲折刚度。


6、添加商品描绘灵活性


  一个零件,若是某一有些需要进步强度,则这有些的厚度也相应添加。对商品的描绘者而言,在描绘时只需进步某个有些的强度和厚度即可,而不需要添加整个零件的强度和厚度。

  三、激光焊接的特性



  激光(受激辐射光)最基本的特色是:单色性、方向性、相关性。这些共同性质加上由此而来的超高亮度,超短脉冲等性质,使它与现代工业紧密结合,这些特质十分合适焊接加工。激光焊接有许多长处。其杰出长处在于,高熔点金属或两种不一样金属的焊接,并且光斑小,热形变小,还可对通明外壳内的部件进行焊接,适于完成自动化。


     激光器通常按发生激光的作业物质不一样来分类,首要有半导体(GaAs,InP等)激光器、固体(Nd:YAG等)激光器、气体(CO2、He-Ne等)激光器、液体(可调谐染料等)激光器、化学激光器、自由电子激光器等。其间以气体或金属蒸汽为发光粒子的气体激光器,是当前品种最多,鼓励方法最多元化,激光波长散布区域最宽,简单完成大功率接连输出,也是运用最广泛的一类激光器。


    固体激光器是将发生激光的粒子掺于固体基质,其浓度比气体大,因此能够获得更大的激光能量输出,具有能量大,峰值功率高,组织紧凑,结实经用等特色。在激光焊接中首要选用这两种受激物质的激光器。这里选用的是固体(Nd:YAG等)激光器。

  四、激光拼焊板的开展期间



1、开端期间。


      1985年超大板的需要促进了群众公司激光拼焊板的开展。跟着新车型的开展,激光拼焊板得到了广泛运用。


2、生长期间。


      跟着激光焊接设备的不断改进,激光拼焊板的运用和数量不断添加。虽然俄然很多运用激光拼焊板,对汽车制作商来说还难以承受,可是却在技能上获得了激光拼焊的经历。例如:群众汽车公司的第四代Golf就运用了19块激光拼焊板;


3、成型期间。


        跟着一些汽车制作商引入激光拼焊板,促进竞争对手开端评价激光拼焊板的优缺点。1998年开端,全球首要汽车厂商开端运用或方案运用激光拼焊板。


4、进步杂乱性。


      运用高端的激光焊接技能能够出产更杂乱更大的零件。


  世界汽车制作商对拼焊板的需要大大促进了拼焊板的出产。安赛乐米塔尔公司在激光拼焊范畴经过十几年的研讨和开展,现激光拼焊出产线已到达35条,其商品在欧洲商场占有率超越50%,变成当今世界规划最大的钢铁巨子。欧洲许多冶金公司也都在出产这种拼焊板。其间,意大利Sollak公司在不断扩大产能,其子公司Solblank公司现已投入了14条出产线,并且还预备在英国及美国树立4条激光拼焊线,每条的产能将到达2万t/a。一些大型冶金联合企业也正在加速在其他国家组成合资公司的脚步。


     德国蒂森克虏伯钢铁公司现已在印度尼西亚及美国树立了合资公司,首要为卡迪拉克轿车新车型供应激光焊接车门及其他板件。英国工业集团建成了好几个冶金商品客户效劳中间,其间包含能向汽车制作商供应拼焊板加工中间,并且产能到达了12.5万t/a,并向土耳其丰田汽车公司供应拼焊板。美国及日本也都树立了相似的独立的专门公司。西欧出产的拼焊板占世界总产量的70%,美国出产的占20%,日本出产的占10%,其间每年由安装-焊接流水线出产的大约有2.9亿件,由单个机床及成套设备出产的有1亿件。

  五、激光拼焊板的分类



  从出产技能进行分类,拼焊板分为通常拼焊板、工程拼焊板和补片拼焊板。通常型拼焊板(TB)以线性拼焊为主,沃尔沃车中拼焊板占白色车体21%。工程拼焊板(TEB)的焊缝以非线性焊缝为主,因为焊缝形状不受约束,因此能够用较厚和强度高的钢板,使零件功用和资料运用到达最佳化。


    补片型拼焊板是经过电阻点焊将所需形状“补片”固定在母板上。一种补片型拼焊板先用少数焊点将补片定位,成型后再追加点焊,使其到达最佳衔接强度。另一种作法是拼焊板在成型前选用很多焊点,防止二次补焊。蒂森克虏伯公司开发了带卷拼焊新技能,能够将不一样厚度、不一样钢种和不一样涂层的长达500m的成卷带钢用激光拼焊起来,用于汽车零件加工,最大卷重15t。


     带卷拼焊初始钢板厚度为0.3~3.0mm,涂层有热镀、电镀或有机涂层。首要实验钢种有DP600(双相钢)、DP800、CPW1006、MSW1200组合拼焊板。


  德国蒂森克虏伯钢铁公司自1985年开端出产拼焊板以来,在技能上一向处于世界领先地位,并以独资和合资方式向各国拓宽事务。2002年武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊板有限公司建立。2004年宝钢与安赛乐(上海),2005年鞍钢与蒂森克虏伯(长春)均建立公司,出产的拼焊板能够方便地供应汽车厂。当前中国拼焊板出产才能已到达600万片/a左右,将来几年内将到达1300万片/a以上。

  六、激光拼焊局限性



  在工业运用中,激光焊接的技能操控十分要害。首要在于:待焊工件的精度、工件焊接组合的重复定位与夹紧精度有必定极限,焊接前的空隙有必要操控在必定精度内。关于有些焊接形面,激光聚焦点盯梢整个焊接缝隙轨道(长度可达2m以上)的精度需要不超出激光光束直径的10%;有时待焊工件外表会有金属涂层(如镀锌板),而金属涂层常常会形成焊接气孔。在汽车工业中的大批量出产运用中,激光焊接多选用“深化焊”或“透焊”技能。可是,即使对焊缝空隙操控得再好,也无法防止呈现焊接缺点。


     从外表来看,焊缝缺点首要可分为两大类:焊缝几许外表缺点和随机缺点,前者通常经过对一段焊缝进行调查即可发现,而后者作为部分缺点则常出如今不行预知的方位。此外,因为焊缝部位的硬化,给后序的冲压进程带来必定应战。不等厚钢板激光拼焊技能属世界领先技能。焊件长处是能够下降整车的分量和本钱,进步整车的磕碰功用。


     该技能在国内尚属新技能,激光的空间操控性和时刻操控性优胜,对加工目标的原料、形状、尺度和加工环境的自由度都很大,格外适用于自动化加工。激光加工体系与计算机数控技能相结合可构成高效自动化加工设备,已变成汽车制作业出产的要害技能,为优质、高效和低本钱的加工出产拓荒了宽广的远景。
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天宇 发表于 2014-4-7 12:31:50 | 显示全部楼层
对于激光拼焊确实是现代汽车没计中常用的一种方法,一般是由于汽车钣金在同一个位置不同功能而产生不同料厚的情况,此肘需要对钣金进行拼接,常来用激光拼潋,汽车左右前纵梁位置由于碰撞不同进行激光拼焊
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dzicb 发表于 2014-7-28 21:21:45 | 显示全部楼层
支持~~顶顶~~~











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z6011712 发表于 2015-4-6 17:06:41 | 显示全部楼层
看过,的确不错。谢谢楼主












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lonhanwv0 发表于 2015-5-6 19:08:07 | 显示全部楼层

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