激光焊接与切割技术在汽车制造中的应用

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【摘 要】通过对国内的激光焊接以及三维切割技术的应用现状和在汽车制造中所展现出的技术特点进行分析,研究出新兴的复合焊接技术和远程焊接技术在汽车制造中的优点和发展的前景.

【关 键 词】汽车制造,激光三维切割,激光焊接

1.引言

高能量密度和高精度的适应性是激光存在于焊接和切割中的主要优势.激光焊接、切割作为新产品开发的技术保证的同时也是一种提高产品质量的重要手段.

就国内而言,激光焊接、切割技术与国外相比仍然存在着差距.就汽车制造方面而言,一部分的生产厂家仍然需要进口国外的加工零件,这不仅对激光这项高技术的应用的推广产生了阻碍作用,同时也降低了激光产业化的水平.因此,要想把我国的汽车制造的技术能力进一步的提升,我们就要根据已有的技术力量进行改革创新,进一步的加强自身的技术能力.这对我国的长远发展来说具有重要的战略意义.

2.激光加工法在汽车制造中的地位

如今的世界正逐渐走向全球经济一体化,所以汽车市场的竞争也更加的激烈.因此,汽车的设计和制造汽车的技术成为提高竞争力的最强手段.激光焊接切割技术能为汽车制造带来科学的具有转变性的改革以及较为优厚的资产效益.同时也能提高企业的竞争力.经过对汽车生产企业的研究发现,推广激光加工技术有利于提高我国的汽车工业产品的质量水平以及汽车制造业在国际上的竞争力.汽车工业在21世纪中正在向能按照顾客需求来进行生产的阶段,发展过程中发现,传统的加工工艺并不能完全满足新的生产方式的需要,也就是说,机关加工技术将会有一个大规模发展的机遇,经过科学的改良和发展后一定可以成为汽车工业中比较重要的加工方法.

3.激光加工在汽车上的应用

车体质量由于汽车工业的发展也有了更高的要求.如今的激光焊接切割技术在汽车制造领域中将会起到至关重要的带动作用.

3.1激光焊接技术在汽车制造中的应用

不等厚板的激光拼焊、车身总成与分总成的激光阻焊以及汽车零部件的激光焊接是目前的激光焊接在汽车制造中主要包括的三大类型工艺.

在设计和制造车身时,通过对不同要求的设计来将不同种类的板材利用激光裁剪和拼装技术进行连接最后经过冲压成为车身的一部分的过程叫做激光焊接.激光拼焊不仅可以减少零件在汽车制造中所需要的数量,并且在降低成本的同时提高车身尺寸的精度.如今大部分的大型汽车制造商以及配件工业商都采用这种技术.图1所示为比较典型的激光拼焊构件：

图1激光拼焊构件示意图

如今人们对汽车的安全性和车身的重量以及低耗油的要求越来越关注,所以激光拼焊板逐渐全球的汽车行业兴起.世界上越来越多的汽车制造商对拼焊板的需求也大大提高.

激光焊接技术从20世纪80年始就运用于车身总成与分成的焊接.这不仅使其被广泛的应用并且在一定程度商业提高了激光焊接技术应用于车身制造领域的发展.

在汽车的车身制造中将激光焊接技术融入进来不仅可以将车身的刚度强度和密封性进行提高,同时也能将车身的重量进行降低以达到节能的目的.车身的装配精度和车身的安全性也得到了加强.激光焊接技术在国内外都得到了较快的发展,并且国外的汽车制造商已经将激光焊接技术与铝合金车身进行了充分的焊接.同时使中高档车的生产逐渐成为被大众接受的标准工艺.

3.2三维激光切割技术在汽车制造上的应用

国外从20世纪的80年始就广泛的运用了三维激光切割技术.我国虽然较早就研究了二维激光切割技术,但是三维切割技术的理论研究以及实际上的运用由于一些原因相对与发达国家而言都比较落后,要想改变这一现状就必须要将引进国外优秀技术和自主研发相结合的手段来改善这种情况.这种工艺具有制造周期短、切割速度快、切缝宽度小极易加工质量高的优点,并且也会大幅度的降低制造成本.会给厂家带来良好的经济价值以及优秀的发展前景.在工业中使用的三维激光切割设备总的来说分为两种：三维激光切割机床以及激光切割机器人.前者具有刚性好以及较快的加工速度和高精度的加工条件的优势.同时它在加工区域的接近能力上比较不足,价格也比较昂贵,后者相对来说具有较高的操作灵活性,并且接近加工区域的的能力也较强,但是与前者相比来说加工速度较为落后.所以世界各的的汽车制造公司都普遍采用三维激光切割机床.

图2三维数控激光切割机床结构布局

现在的多家国外汽车制造公司都主要采用激光切割技术来对新型车进行开发,在对样车的研究中,一般都是利用三维以上的激光切割加工系统来完成各种汽车零件的切割技术.这种方法在一定程度上对新车的研究时间和汽车的生产准备周期进行了缩短,同时也大幅的的提高了生产效率.

3.3应用于汽车制造中的新型焊接技术

（1）激光复合焊接技术

激光复合焊接技术是一种结合激光束和其他热源,同时将他们共同作用与集中的焊接区的技术.将两者的优点进行融合与发挥,达到最佳效果.并且可以对焊接参数进行科学的调整来满足大众所需要的不同需求.此外,作为两个热源相互作用的成果的激光复合焊接技术不仅可以将焊接的效率进行大幅度的提高,同时也扩大了焊接的适应性.

激光电弧复合焊接是激光复合焊中比较常见的,这其中较为常用的就是-MIG/TIG复合焊接激光复合焊接技术总体来说对于汽车工业上那些无法实现激光束焊工业以及在经济上不可行的装配等一系列的间隙要求.不仅具有广阔的应用范围,同时也大大的节约了生产成本,具有较强的竞争力.

图3激光-MIG复合焊原理图

（2）激光远程焊接技术

传统的激光焊接系统在焊接位置之间由于过低的快速移动速度导致其在实际的生活中难以达到大批量的生产要求.这一缺点在焊点分布比较多的相对较为复杂的三维零件中,比如车门上具有较为突出的应用.

4.结语

在目前的市场上,远程激光焊接技术逐渐被改良为满足顾客需求的系统.同时供应商也根据市场行情合理的降低昂贵的设备投资和复杂的操作带来的影响.力图达到获得高质量焊接技术和扩展生产市场的目的.