行業(yè)新聞
“江湖中”關于激光焊接的五大傳說
2018年03月05日
在神秘的汽車制造江湖,一直流傳著關于激光焊接的五個傳說,歡迎收看今天的《走進科學——“江湖中”關于激光焊接的五大傳說》,帶你一探傳說的究竟!
傳說一:激光焊接比電阻點焊強
汽車上電阻點焊作為使用率最高的焊接方式,一直因其易產生飛濺、美觀性差等受到詬病,而激光焊接可就不這樣了,既沒有飛濺,還能分分鐘給你條漂亮的焊縫。
是不是就這么愉快的下結論了?二者的較量,在生產中可不止這些:
對比項目 |
激光焊 |
電阻點焊 |
焊接效率 |
適中 |
高 |
自動化率 |
高 |
高 |
成本 |
高 |
低 |
可靠性 |
適中 |
高 |
組裝性能 |
高 |
低 |
美觀性 |
高 |
低 |
拋開以上問題,焊接強度或許更能引起我們的興趣。相比電阻點焊少得可憐的焊點,激光焊接那條長長的焊縫讓人感覺踏實不少。事實上激光焊接的抗拉強度會受焊縫長度、熔寬等因素影響,而點焊的抗拉強度也與焊點數(shù)量和間距等因素相關。雖然激光焊接確實在提高強度上限上有優(yōu)勢,但考慮實際生產情況,這二者在強度上并沒有明顯的可比性。但不可否認的是,激光焊接由于提高了板材之間的貼合度,且焊縫一致性更好,在提升剛性上還是有優(yōu)勢,尤其在改善NVH上。
傳說二:激光焊接僅僅只用激光
聊起激光,有些人立馬想起星球大戰(zhàn)里炫酷的“舞刀弄劍”。
然而真相是,那只不過是光劍而已,激光根本不會在空中只保持一米多的長度。
真正的激光能量很高,僅250毫瓦左右的激光器就能滿足DVD的工作需求了。而放在車身焊接上,一般是幾個千瓦的數(shù)量級。
那激光焊接是不是開啟足夠能量后,在兩塊板材之間來回一掃就完事啦?如果真的這么認為,那大家的理解還是存在誤區(qū)的。不妨看看運用在汽車上的三種激光焊接技術。
激光釬焊
看到“釬”字,大家就明白了,這種激光焊接技術需要使用焊絲。它以激光作熱源,利用熔點比母材低的釬料,加熱熔化后,填充接頭間隙并與母材相互擴散,實現(xiàn)連接。
這種技術主要運用在車頂、地板、門蓋上。
激光熔化焊
顧名思義,利用激光為熱源,熔化兩板件角接處,使其形成液體金屬,待其冷卻后,形成可靠連接。
主要運用在車頂、門蓋上。激光熔化焊控制難度相對較低,但整體強度會稍弱些。
激光遠程焊
激光焊接未來最大的看點,就屬遠程激光焊了。
它在機器人第六軸上安裝振鏡掃描頭,通過鏡片擺動反射,實現(xiàn)激光軌跡運動,無需機器手臂跟隨運動。激光遠程焊接系統(tǒng)柔性化高,效率更高,一套系統(tǒng)可取代6~9套普通機器人點焊。
這種處理工藝現(xiàn)主要運用在門蓋、側圍門框上。
傳說三:激光焊接能夠降本增效
乍聽之下,激光焊渾身都是優(yōu)點。這不,還給打了個降本增效的名號。理性思考,雖然激光焊焊接速度快,一個焊點平均消耗5s時間,激光焊則可以完成近1m長的焊縫。注意這里說的是速度而不是效率,由于穩(wěn)定性較差,生產中往往容易造成凸起、凹陷、漏焊、焊穿、跳絲及焊縫不均勻等質量問題。
就完成某區(qū)域的焊接來說,電阻點焊還可以增加焊機的方式縮短工作時間,但激光焊接由于高昂的運營成本和復雜的工作系統(tǒng)很難在同一工位增加設備,所以激光焊接實際效率并沒有后者高。
以常見的鍍鋅鋼板為例,在激光焊接時容易產生氣孔和裂紋問題,常見于頂蓋(天窗)激光焊接上,當年高爾夫頻繁漏水,想想并不是什么稀奇事。頂蓋激光焊這個脆弱的工藝,遇到問題嚴重的,把整個車頂掀開重新焊,也不是不可能。
傳說四:激光焊和鋁合金是好搭檔
被吹上天的鋁合金除了質量輕,并不是一個好伺候的主。與鍍鋅鋼板一樣,在焊接過程中也會產生許多氣孔和裂紋,影響焊接質量。
鋁元素電離能低、焊接穩(wěn)定性差,還會造成焊接不連續(xù)等現(xiàn)象,加之高熱量的焊接方式,整個過程中會產生三氧化二鋁和氮化鋁,對環(huán)境造成污染。種種看來,鋁合金焊接并未成為主流。
不過也有辦法解決,可以在焊接前打磨鋁合金板表面,增加其對激光能的吸收;焊接時配合惰性氣體,防止出現(xiàn)氣孔。
雖然這里說了不少激光釬焊的壞話,但不可否認,相比傳統(tǒng)焊接技術在鋁合金焊接上的頹勢,激光釬焊仍然好得多,但也沒有達到完美的地步。
以CT6的鋁合金電阻點焊工藝為例,采用了環(huán)形電極帽擊破鋁合金表面氧化皮的方式,雖然也能達到效果,但成本也相應提高了。
傳說五:激光焊接會成為新寵
當今高調的激光焊接技術其實早在1964年就有了,那時主要應用在小而薄零件的焊接上,相當“低調”。
從20世紀80年代開始,在穩(wěn)定性得到改善后,激光焊接技術才開始投身于汽車車身制造。至此,此項技術一直處在蓄力階段,并沒有搞個大新聞。但隨著鋁合金、鈦合金、碳纖維等新興材料在汽車上的運用,激光焊接被逐漸推向臺前,從此“飛入尋常百姓家”了。
不銹鋼和碳纖維之間怎么焊接在一起?不用擔心,看似水火不容的兩種材料,激光焊接可以解決。
連續(xù)的激光焊接不需要像傳統(tǒng)點焊工藝那樣需要使用板材邊緣堆疊焊接,降低了材料的消耗,有助于輕量化。不同于電阻點焊,需要巨大的焊鉗加壓通電,并且力道可不小。而沒有振動產生的激光焊對車身更加溫柔,且焊接的集中性更好,有利于提高車身的裝配精度。這兩個優(yōu)勢看似不起眼,但真真缺一不可。
汽車工業(yè)步入柔性化模塊式生產,傳統(tǒng)加工工藝不能滿足新型生產方式的需要,這給激光焊接技術的大規(guī)模應用提供了更多的發(fā)展空間。
AMTS 2018 – 激光工程展區(qū)專注汽車白車身、零部件、動力總成、內外飾領域的激光加工生產設備及交鑰匙系統(tǒng)工程,依托AMTS在焊裝工程領域系統(tǒng)集成優(yōu)勢和資源,經過多年培育和發(fā)展,已發(fā)展為汽車制造提供全方位、高品質的激光加工應用系統(tǒng)集成解決方案的專業(yè)平臺,為汽車制造業(yè)的發(fā)展帶來革命性突破,極大地推動了汽車行業(yè)的發(fā)展。
AMTS 2018新展期、新規(guī)劃,2018年7月4-7日,上海新國際博覽中心W1, W2, W3, E1, E2, E3, E4, E5, E6, E7館,我們不見不散。
部分內容來源自:搜狐汽車
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