激光焊接是如何影響汽車行業(yè)的？

美國三大汽車集團(tuán)（通用、福特、克萊斯勒公司）、歐洲汽車制造公司（如RENAULT、VOLVO、AUDI、BENZ和BMW公司）生產(chǎn)線上采用大量激光焊接機(jī)器人，德國大眾公司在Audi A6、Golf A4、Passat 等品牌車型的車頂均采用激光焊接。奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃等眾多國際知名汽車公司都已將激光焊接技術(shù)大量應(yīng)用在車身制造工藝中，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)先進(jìn)性，這意味著現(xiàn)代汽車制造已離不開激光焊接。
 

1、激光焊接介紹

在汽車車身制造中，激光焊接應(yīng)用較為成熟的是車頂激光焊和后蓋激光釬焊技術(shù)以及坯板的拼板焊。激光焊工藝具有減輕車身重量，增加車身剛性等優(yōu)點(diǎn)。  

激光焊、釬焊與CO2焊的比較

激光焊與電阻點(diǎn)焊在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用比較見圖1、圖2?？梢钥闯觯す忖F焊外觀美觀，可作為外觀面處理，節(jié)省電阻焊所需要的裝飾條。

 

圖1 頂蓋激光釬焊與電阻點(diǎn)焊的比較

圖2 電阻點(diǎn)焊與激光釬焊在頂蓋應(yīng)用的外觀對比圖

2.激光焊接汽車應(yīng)用案例

國外汽車品牌先后于上世紀(jì)八十年代逐步采用激光焊應(yīng)用于汽車車身制造，激光焊接應(yīng)用于汽車行業(yè)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1車頂激光釬焊

圖3 車頂與側(cè)框外板的搭接示意圖

圖4車頂焊接示意圖

在車頂?shù)臋C(jī)器人編程及焊接實(shí)踐中，關(guān)鍵在與確定焦點(diǎn)的大小和相對位置。如圖4所示，錐形體代表入射激光，斑點(diǎn)代表落在焊縫表面的激光焦點(diǎn)，兩個(gè)搭接的陰影塊分別代表待焊的車頂和側(cè)圍零件。調(diào)整聚焦鏡組與焊縫上下的距離L就可以改變焦點(diǎn)的大小，調(diào)整左右的距離便可確定焦點(diǎn)相對于車頂和側(cè)框的位置。

2.2激光拼板焊

激光拼焊板既是鋼鐵工業(yè)的延伸產(chǎn)品，又是汽車工業(yè)的重要原材料之一，在鋼鐵和汽車制造業(yè)中占有重要地位。激光拼焊是將不同厚度、強(qiáng)度、材質(zhì)鋼板，“剪裁”成合適尺寸和形狀的坯板，然后用激光焊接成能進(jìn)行沖壓的板材。采用激光拼焊，可節(jié)約材料消耗，減輕構(gòu)件重量，同時(shí)節(jié)省工序和裝配工作量，減少費(fèi)用，提高車身尺寸精度，降低零件公差，提高整車結(jié)構(gòu)剛度和安全性。同時(shí)，還可使鋼材得到充分利用。圖5、圖6分別為激光拼板焊生產(chǎn)線和激光拼板加工部件。

圖5 全自動(dòng)激光拼焊生產(chǎn)線

圖6 由拼焊板生產(chǎn)的汽車車身零部件

2.3后備箱激光釬焊

圖7 后蓋焊接示意圖

如圖7所示為后蓋的焊縫走向，其中兩個(gè)“下坡”和“上坡”位置為機(jī)器人姿態(tài)控制的難點(diǎn)，很容易造成機(jī)器人行走時(shí)的抖動(dòng)，從而影響送絲的不穩(wěn)定性，直接導(dǎo)致假焊、焊料堆積、縮孔和其它焊接缺陷。

2.4其他部件激光焊接應(yīng)用

為了提高車輛的舒適性和平順性，現(xiàn)代多數(shù)汽車(特別是轎車)在懸架系統(tǒng)內(nèi)部都安裝了減震器，并且以液力減震器為主。由于雙向筒式減震器質(zhì)量小、性能穩(wěn)定、工作可靠而被廣泛采用。由于減震器儲油缸筒在工作過程中經(jīng)受高壓作用，因而必須有良好的氣密性和拉伸斷裂抗力。

圖8 汽車雙向筒式減震儲油缸筒的激光焊接