汽車(chē)制造過(guò)程中,激光技術(shù)主要用于車(chē)身不等厚板的拼焊、車(chē)身焊接和汽車(chē)零部件焊接。激光焊接運(yùn)用于汽車(chē),可以降低車(chē)身重量并達(dá)到省油的目的;提高車(chē)身的裝配精度,使車(chē)身的剛度提升30%從而提高了車(chē)身的安全性;降低汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中的沖壓和裝配成本,減少車(chē)身零件的數(shù)目并提高車(chē)身一體化程度。
激光焊接工藝與應(yīng)用
1.激光自熔焊接
激光自熔焊,即焊接的兩部分或多個(gè)部分自身熔化并最終冷卻凝聚成一體,該焊接方式不需要添加輔助的焊劑或填料,完全利用工件自身材料熔接在一起。
當(dāng)激光光斑照射到工件表面上的功率密度達(dá)到106W/cm2以上時(shí),工件在激光的照射下被迅速加熱,其表面溫度在極短的時(shí)間內(nèi)升高到沸點(diǎn),使金屬熔化和汽化。在液態(tài)金屬中形成一個(gè)充滿(mǎn)金屬蒸氣的細(xì)長(zhǎng)孔洞。當(dāng)金屬蒸氣的反沖壓力與液態(tài)金屬的表面張力和重力平衡后,小孔不再繼續(xù)加深,形成一個(gè)深度穩(wěn)定的小孔,小孔周?chē)褪呛附尤鄢兀】纂S著激光而移動(dòng),小孔閉合后便形成焊縫,實(shí)現(xiàn)激光深熔焊接。原理圖如圖1所示:

在車(chē)身制造中,采用激光焊技術(shù),可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈活性,降低制造成本,提高車(chē)身的剛度,提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。激光焊接焊接速度較快,所以焊接接頭的熱影響區(qū)較其他的焊接方法小,幾乎沒(méi)有焊接變形。這樣可極大地提高了車(chē)身的結(jié)構(gòu)和匹配尺寸、門(mén)蓋與側(cè)圍的平度與密封效果、風(fēng)擋玻璃與風(fēng)窗口的匹配與密封,以及實(shí)現(xiàn)多層板的優(yōu)質(zhì)連接,達(dá)到較高的車(chē)身強(qiáng)度。
另外,由于現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身多采用鍍鋅鋼板或優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)鋼,如果采用傳統(tǒng)的點(diǎn)焊技術(shù),由于三層板和鍍鋅的緣故,采用較大的焊接電流和焊接壓力,其結(jié)果必然導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量下降和焊點(diǎn)變形嚴(yán)重,從而導(dǎo)致裝配質(zhì)量下降。現(xiàn)在可行的是采用中頻點(diǎn)焊連接技術(shù)和激光熔焊連接技術(shù)。就點(diǎn)焊本身而言,焊點(diǎn)的強(qiáng)度可以很高,但沒(méi)有焊點(diǎn)的部分還是斷續(xù)分離的,在車(chē)身整體強(qiáng)度方面要比焊接成一體的激光焊接接頭強(qiáng)度要低。
點(diǎn)焊的不連續(xù)性和其自身的特點(diǎn):如焊點(diǎn)容易變形,尤其是在焊接三層板連接、鍍鋅板連接和高強(qiáng)鋼的連接時(shí),焊接變形較大,導(dǎo)致焊點(diǎn)處的平整度降低及產(chǎn)生縫隙,而且點(diǎn)焊會(huì)造成焊接點(diǎn)周?chē)哪覆臒嵊绊憛^(qū)強(qiáng)度下降,車(chē)輛遭嚴(yán)重撞擊時(shí)的斷裂部位往往是在該處。
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【金銀首飾激光焊接】主要用于珠寶首飾、電子元件等、通信、工藝品等行業(yè);
【大型激光焊接】應(yīng)用在汽車(chē)車(chē)身覆蓋件類(lèi)零件的組焊,如汽車(chē)車(chē)門(mén)、側(cè)圍、天窗、地板、前倉(cāng)、后倉(cāng)、行李箱蓋。