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“江湖中”關(guān)于激光焊接的五大傳說

星之球科技 來源:搜狐汽車2017-03-10 我要評論(0 )   

之前一期公開課中,車轍君為大家分析了焊點多少對汽車的影響(傳送門:《車廠都在強調(diào)的車身焊點數(shù),真是越多越好嗎?》),后臺大家討論的熱情不錯,也有人提出了想要...

之前一期公開課中,車轍君為大家分析了焊點多少對汽車的影響,后臺大家討論的熱情不錯,也有人提出了想要更進一步的了解下激光焊接的相關(guān)內(nèi)容,各位的這份熱情車轍君當(dāng)然不能辜負(fù),這期就和大家一起來見識見識傳說中的激光焊接。
  
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(chǎn)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(jié)論了?二者的較量,在生產(chǎn)中可不止這些。車轍君總結(jié)了一些生產(chǎn)中重點關(guān)注項目,根據(jù)了解到的信息獲得了以下結(jié)論:

  對比項目

  激光焊

  電阻點焊

  焊接效率

  適中

  

  自動化率

  

  

  成本

  

  

  可靠性

  適中

  

  組裝性能

  

  

  美觀性

  

  


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(guān)。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(chǎn)情況,這二者在強度上并沒有明顯的可比性。但不可否認(rèn)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”。
 
  
拜托,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(rèn)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(shù)。
  
1.激光釬焊
  
看到“釬”字,大家就明白了,這種激光焊接技術(shù)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(shù)主要運用在車頂、地板、門蓋上。
  
2.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。
  
3.激光遠(yuǎn)程焊
  
激光焊接未來最大的看點,就屬遠(yuǎn)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(yuǎn)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(cè)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(chǎn)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(zhì)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(fù)雜的工作系統(tǒng)很難在同一工位增加設(shè)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(chǎn)生氣孔和裂紋問題,常見于頂蓋(天窗)激光焊接上,當(dāng)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(yán)重的,把整個車頂掀開重新焊,也不是不可能。
 
  
這個角度看頂蓋會不會更美呢?
  
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(zhì)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(chǎn)生許多氣孔和裂紋,影響焊接質(zhì)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(chǎn)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(rèn),相比傳統(tǒng)焊接技術(shù)在鋁合金焊接上的頹勢,激光釬焊仍然好得多,但也沒有達(dá)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(dá)到效果,但成本也相應(yīng)提高了。
  
傳說五:激光焊接會成為新寵
  
當(dāng)今高調(diào)的激光焊接技術(shù)其實早在1964年就有了,那時主要應(yīng)用在小而薄零件的焊接上,相當(dāng)“低調(diào)”。
  
從20世紀(jì)80年代開始,在穩(wěn)定性得到改善后,激光焊接技術(shù)才開始投身于汽車車身制造。至此,此項技術(shù)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(dān)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(chǎn)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。
  
輕量化各大媒體聊的不少,但裝配精度也相當(dāng)重要,要知道當(dāng)年大眾CEO文德恩可是當(dāng)眾趴車量過尺寸的。
  
傳說文老板常年帶著一副三角尺,專往車身上那些看不順眼的縫里面塞,測測尺寸是否達(dá)標(biāo)。
  
盡管眾說紛紜,請正視技術(shù)
  
感謝互聯(lián)時代的到來,讓技術(shù)也能走上臺前。雖然消費者不能直接感受到每一項技術(shù)背后的亮點與艱辛,但最終你所看到的細(xì)節(jié),都需要耗費無數(shù)技術(shù)工作者不計其數(shù)的夜晚。激光焊確實是一項好技術(shù),但并非完美,其實,優(yōu)點和缺點很多時候只是看的角度不同而已。

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