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1、激光拼焊引領未來車身焊接技術
2、第1第1蒂森克虜伯鞍鋼新軋(長春)激光拼焊板有限公司在汽車工業(yè)中，焊接是一個關鍵環(huán)節(jié)，采用恰當?shù)暮附臃绞骄哂锌梢蕴岣哕嚿砜古鲎材芰?，降低車身的重量、造車成本和油耗以及簡化總裝工序等優(yōu)勢。電阻栓焊是當今最普遍的焊接方式之一，但是專家預言在未來的5～10年中這種方式將被淘汰，而金屬填充保護氣焊也將失去其以往的重要性，與之相反，激光焊接成為熱門話題。對于已被使用數(shù)年的傳統(tǒng)焊接工藝來說，很難再對其工藝過程、焊接速度和質量進行改進；但對于激光拼焊來說，卻有著極大的提升空間。激光焊
3、接1、過程及必要設施激光(產(chǎn)生于被刺激的輻射放射物的光的放大作用)是一種特殊性質的光，單色并且連貫，因此可以將光集中于要做鋼融解的一個微小斑點上。要創(chuàng)造激光輻射,就需要激光媒介。在將能量從外向內轉入到這個媒介中的同時，可以產(chǎn)生被刺激的分子。在諧振器中這束單色光將在兩個鏡子之間反射，由反射產(chǎn)生出時間和空間凝聚的光子，其中一個部分透明的鏡子能將這條射線反射出這臺諧振器。圖1激光拼焊設備針對大功率應用的重要激光器有兩種：二氧化碳激光器和釹：釔鋁石榴石激光器。二氧化碳激光器是氣體激光,即為產(chǎn)生出激光輻射所使
4、用的媒介是氣體，刺激過程就是放電過程，二氧化碳激光的波長為10.6mm。釹：釔鋁石榴石激光器是固體激光，激光放射媒介是釹原子在氧化鋁中的點陣。由于激光放射原子的密度比較高,因此固體激光的大小比氣體激光要小，釹：釔鋁石榴石激光的波長為1064nm，是二氧化碳激光的十分之一。二氧化碳激光是現(xiàn)在比較強有力的激光，但釹：釔鋁石榴石激光的操控系統(tǒng)極具優(yōu)勢。由于二氧化碳激光的波長為10.6mm，所以必須要安裝一個“陡坡”裝置，這就限制了可能的運動方式。而釹：釔鋁石榴石激光的輻射可以用靈活的纖維質光學波導進行引導
5、，因此可以允許激光發(fā)射頭進行自由移動。2、優(yōu)勢及要求激光焊接最重要的優(yōu)勢在于能夠將非常高的能量聚焦于一點，激光束打在兩個要焊接部分的邊緣，輸入能量把金屬加熱并將其融化。在激光束作用以后，溶化的材料將迅速冷卻。在這個過程中，有一小部分的數(shù)量將進入被焊接的零件中。在焊接減少熱變形的同時，也減少了輸入的熱能量。減少因熱量影響的變形，并增加對準確性的糾正，可以節(jié)省大量金錢和時間。然而，如何提高焊接速度和減少低能量輸入是目前面臨的挑戰(zhàn)。在被供熱的區(qū)域減少低能量輸入雖有它的好處：珠光體、馬氏體和奧氏體接縫結構的
6、復雜鋼型不會大范圍改變結構，這一特點同樣適用于其它鋼，如被限定好碳沉淀的IF鋼；但另一方面也存在一些不足，少量的能量會導致快速冷卻，熱能將被導入冷卻部位。為減少接縫的硬化，小心調整焊接的速度參數(shù)、激光功率、冷卻比率和焦點位置是非常重要的。而為防止金屬進一步硬化，還需采用保護氣體加以保護，如氬氣和氦氣等不會在材料中發(fā)生任何熱反應的氣體。激光光束的小光點尺寸引起的另一個問題是切邊質量，如果在兩個零件中間有要進行焊接的接縫，激光束要保證通過材料時不會與其相接觸并將其融化。要避免這點，對零件精確性的要求非常
7、高。目前，使用領域較普遍的是連接兩個零件的長縫，這能夠在越來越多的車身空白處發(fā)現(xiàn)。激光拼焊板1.激光拼焊板的優(yōu)勢德國蒂森克虜伯激光拼焊板有限公司從1985年開始生產(chǎn)拼焊板，激光拼焊技術的出現(xiàn)使得汽車生產(chǎn)制造從整車制造商向材料供應商轉移。目前，激光拼焊板主要應用于汽車制造業(yè)。在激光焊接中，材料是對接而不是搭接，這將帶來如下焊縫特性：（1）降低焊縫區(qū)域的體積，例如，焊縫寬度不超過0.5～1mm；（2）不增加焊縫高度；（3）對沖壓成形性能影響較?。唬?）在焊縫上附加鍍鋅后，可保持其陰極保護功能；（5）焊接
8、過程中，熱影響區(qū)小。完成焊接后，焊縫區(qū)域的靜態(tài)、動態(tài)強度是非常重要的指標，因此，還需對焊縫區(qū)域抽樣，進行破壞性抗拉強度測試（杯突測試），以檢驗焊縫區(qū)的拉伸成形性能。一般來說，焊縫的拉伸強度比母材的強度要高。激光拼焊板工藝與傳統(tǒng)點焊搭接工藝的產(chǎn)品相比有諸多優(yōu)勢：不僅降低了整車的制造成本、物流成本、整車重量、裝配公差、油耗和廢品率，而且減少了外圍加強件數(shù)量，簡化了裝配步驟及工藝，同時使車輛的碰撞能力增強，沖壓成型率及抗腐能力提高。此外，由于避免使用密封膠，也為環(huán)保帶來利益。2.激光拼焊板的應用拼焊板已被
9、廣泛的應用于車身部位，ULSAB（世界輕質鋼制車身協(xié)會）的最新研究結果表明：最新型的鋼制車身結構中，50％采用了拼焊板制造。圖2蒂森克虜伯諾邦公司生產(chǎn)的直線激光拼焊器當激光拼焊技術應用于車身側圍的制造，不再需要任何加強桿、加強筋及附屬的生產(chǎn)工藝，則重量和部件數(shù)量都會得到減少，而高延展性材料的應用也會使抗撞擊能力得到改進。同時，也不再需要加強板，在B柱上，拼焊板的應用可大大降低累積公差。激光拼焊板的采用，不僅提高了車門部件制成品質量的穩(wěn)定性，使車門部件的調校不再是個難題
