為了縮短車(chē)身焊接工序的周期而開(kāi)發(fā)的技術(shù)是“激光螺旋焊接”(LSW：Laser Screw Welding)。豐田為田原工廠、堤工廠、元町工廠、豐田九州工廠導(dǎo)入了該技術(shù)，并從“雷克薩斯IS”開(kāi)始推廣。
圖1 激光焊接技術(shù)“激光螺旋焊接”
目前，車(chē)身焊接的主流技術(shù)是點(diǎn)焊。方法是用電極夾著鋼板，然后通入電流，利用此時(shí)產(chǎn)生的熱量(電阻熱)來(lái)熔化并接合鋼板。這種工藝存在的課題是所需時(shí)間長(zhǎng)，焊接速度為每個(gè)焊點(diǎn)2.0～2.5秒。為了縮短焊接時(shí)間和工序周期，豐田采用了激光焊接法。
激光焊接法的焊接速度高達(dá)每個(gè)焊點(diǎn)0.3～1.0秒，比點(diǎn)焊快兩倍以上。這是因?yàn)閺囊粋€(gè)焊點(diǎn)到下一個(gè)焊點(diǎn)的移動(dòng)速度很快。激光焊接是利用透鏡聚光產(chǎn)生的熱量來(lái)熔融并焊接鋼板的方法。通過(guò)控制透鏡，可使激光快速移動(dòng)至焊點(diǎn)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高速焊接。
普通的激光焊接存在質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題，比如鋼板的焊縫容易燒穿或者出現(xiàn)孔洞，但豐田克服了這一難題。不過(guò)，該公司并未公開(kāi)技術(shù)詳情。
新的激光焊接機(jī)與點(diǎn)焊機(jī)一樣，安裝在工業(yè)用機(jī)器臂的頂端來(lái)使用。不過(guò)，由于每臺(tái)機(jī)器人的焊接打點(diǎn)數(shù)更多，因此需要的機(jī)器人數(shù)量更少。最終，成功利用激光螺旋焊接縮短了焊接工序的周期。
鋼材和鋁合金均采用激光焊
為了讓新開(kāi)發(fā)的激光焊接技術(shù)不僅能用于鋼材，還能用于鋁合金，豐田正在努力推進(jìn)開(kāi)發(fā)。如果兩種材料能夠使用相同的焊接機(jī)，就能節(jié)省一條焊接生產(chǎn)線。而且，由于能夠高速焊接，因此還能構(gòu)建前所未有的小型焊接生產(chǎn)線。由此便有望使設(shè)備投資額降至1/2以下。目前，豐田使用點(diǎn)焊方式來(lái)焊接鋼材，使用摩擦攪拌焊接方式來(lái)焊接鋁合金。由于工藝不同，因此必須設(shè)置不同的焊接設(shè)備。
不過(guò)，激光焊接也存在課題，那就是鋁合金容易斷裂。在焊接之后進(jìn)行冷卻凝固時(shí)，鋁合金的收縮幅度大于鋼材，因此無(wú)法在與鋼材相同的焊接條件下，使用激光焊接方式來(lái)焊接鋁合金。豐田通過(guò)改進(jìn)溫度控制，抑制了鋁合金斷裂。據(jù)介紹，目前這項(xiàng)技術(shù)已有眉目，應(yīng)用于車(chē)身的時(shí)間已經(jīng)不遠(yuǎn)了。
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