汽車行業中采用激光焊接的案例司空見慣,無論是白車身還是裝飾好的車,僅憑肉眼就能分辨的車身結構就有頂蓋與后蓋,其他類似車門、門檻和齒輪等結構雖不易被發現,整車也因為有了激光焊接的質量保障而變得更加輕便節油,也更加安全。國內激光企業對激光焊項目垂涎欲滴,苦于系統平臺搭建、工藝穩定性等關鍵問題而望而卻步。華工激光法利萊,秉承多年從事汽車廠激光焊項目的豐富經驗,從技術應用的角度講述了項目的技巧,本次應相關汽車廠的邀請,就相關技術問題,作一個全面的技術交流,內容問答式進行。
問題一:激光焊接在汽車行業的典型應用,包括車門,底板,白車身等有哪些優勢?
法利萊:就激光焊而言,是利用激光的高集中度的熱量,熔化或不熔化填充材料而將被焊母材連接在一起的過程。激光的瞬間溫度可高達6000℃,能量密度高,是其他熱源能量的100~1000倍,可實現大的深寬比焊縫,熱影響區小,焊縫變形小,密封性能好是其主要特色。針對不同工藝,其功效有所不同。
從圖中可以看出,針對白車身,激光釬焊焊縫均勻美觀,可直接作為外觀件來展示,焊縫一致性和密封性好,同時也減少了后期涂膠的煩惱。
圖1 飾好的車頂激光釬焊與點焊效果比較
圖2 光釬焊頂蓋效果與點焊頂蓋效果
激光釬焊白車身頂蓋:
激光釬焊可明顯減少搭焊材料和密封條,以及密封膠的用量,減少工序;
激光釬焊外觀成型美觀,且為連續焊縫,密封性好;
激光釬焊熱量集中,一半作用于釬料,焊接變形小;
激光釬焊時與板材無力作用,不存在點焊引起的板壓痕和變形缺陷
激光拼板焊車門:
焊縫處的熱應變值較低,熱影響區小,通過激光束的聚焦給工件邊緣提供焊接需要的高能量,聚焦點的直徑可以達到零點幾毫米,保留了材料的原有成形性能;
無需任何其他模具或工裝費用,焊縫較狹窄且平整,消除成形過程的不利影響,避免了破壞工具、模具的危險。
圖3 光拼板焊應用于車門
圖4 光焊相對點焊的結構變化
激光掃描焊門檻:
通過激光頭內部鏡片移動帶動光斑的移動,焊接速度快,最快可達50m/min;
可實現500mm長焦距,大范圍焊接;
利用軟件編程焊縫軌跡,從而實現焊接形狀的多樣性;
圖5 光掃描焊門檻圖