據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),歐美發(fā)達(dá)工業(yè)國家,有50%-70%的汽車零部件是用激光加工來完成的。我們且對激光在汽車制造中的應(yīng)用,做初步的梳理。
一、激光焊接
激光焊接具有如下特點(diǎn):
?、偌訜岱秶?集中)。
?、谧饔脜^(qū)域和位置精確可控。
?、蹮嵊绊憛^(qū)小。
?、芎附幼冃涡?,無需焊后矯形。
⑤非接觸加工,無需對工件加壓和表面處理。
?、弈軐?shí)現(xiàn)異種材料焊接。
?、吆附铀俣瓤臁?/span>
?、鄬ν饨鐭o熱影響、無噪音、無污染。
激光束照射在材料表面的直徑為0.2-0.6mm,焊縫寬度在2mm以下。激光焊接的焊縫金屬經(jīng)快速凝固,其晶粒更加細(xì)小,可獲得更高的強(qiáng)度。激光焊接可使車身的剛度提升30%。車頂蓋與側(cè)圍的激光焊接,相比傳統(tǒng)點(diǎn)焊工藝,車頂少了兩條橡膠密封條,改善了車身的視覺效果。車身精度控制上的"一毫米工程"(白車身整車尺寸精度控制在±1mm內(nèi)),由于激光焊接才成為現(xiàn)實(shí)。
激光焊接加速了用沖壓零件代替鍛造零件的進(jìn)程。采用激光焊接,以連續(xù)的激光焊縫代替離散的點(diǎn)焊縫,可以減少搭接寬度和一些加強(qiáng)部件,可以壓縮車身結(jié)構(gòu)件本身的體積。由此,可減少車身重量56kg。激光焊接的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了減重減排,契合了當(dāng)今時(shí)代對環(huán)保的要求。
激光焊接應(yīng)用于不等厚板的拼焊,效益更加顯著。這種技術(shù)將傳統(tǒng)制造工藝--先沖壓成零件,再點(diǎn)焊成整體--改造為:先將若干個(gè)不同厚度的零件焊接為整體,再?zèng)_壓成形,減少了零部件的數(shù)量,材料利用更合理,結(jié)構(gòu)功能顯著提高。
激光焊接還可應(yīng)用于點(diǎn)煙器、氣門挺桿、汽缸墊、噴油嘴、火花塞、變速齒輪、半軸、傳動(dòng)軸、散熱器、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、增壓器輪軸、安全氣囊內(nèi)膽、ABS等。
二、激光切割
激光打標(biāo)機(jī)較早應(yīng)用于汽車零件的制造。
汽車大型覆蓋件的下料切邊,擋風(fēng)板等激光切割,需要3維切割機(jī)或機(jī)器人。以機(jī)器人+光纖激光器組成的柔性切割系統(tǒng)較為常見。
近年來,高強(qiáng)度鋼因具有高減重潛力、高碰撞吸收能、高疲勞強(qiáng)度、高成型性及低平面各向異性等優(yōu)勢,成為汽車工業(yè)輕量化的主要材料。高強(qiáng)度鋼熱成型后,沖壓工藝不再適宜,其輪廓和孔的裁切,推動(dòng)了對激光切割的需求。
汽車內(nèi)飾件多為非金屬,因激光的非接觸、精確定位、快速等特點(diǎn),所以非常適合采用激光切割加工。比如,將車門鑲板或門肩的廢棄角料、后部注塑部件的多余部分切除。切割非金屬不能用光纖激光器,而必須用CO2激光器,沒有了光纖傳輸激光的便利,配用的機(jī)器人必須作專門的設(shè)計(jì),將CO2激光束導(dǎo)光裝置完全集成在機(jī)器人手臂中,使運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人手臂能傳輸穩(wěn)定的激光束。