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采用激光拼焊剪裁坯板技术,可以减少零件和模具数量,提高板材利用率,减轻车身重量,提高车身结构的综合力学性能。焊接速度可达5-10m/min,工件变形小,省去了二次加工,激光焊接生产效率高,焊接的质量稳定可靠。可以通过光纤传输实现激光光束在空间和时间上的分配。
激光拼焊是轿车生产线中的最佳选择,如轿车车身(包括上、下盖板、后盖板、子翼板、侧围板、车门等)和底板均可采用激光拼焊工艺。据测算,汽车质量每减轻1%就可以减少燃油消耗0.6%—1%,例如,汽车内侧门板由于复合使用较厚的门铰链和镜子加强框角,它的强度被增强。使用2mm厚的裁剪部件加强0.8mm厚的主板,单个车门减轻1.4 kg。采用组合板技术,一个中型轿车可以减轻9kg,而不损失刚度。
拼焊生产有两个重要技术环节:首先是将钢板裁剪成设计要求的大小尺寸,然后是将已经裁剪好的不同钢板拼接并焊接成一整块钢板。激光拼焊工艺过程较为复杂,待焊工件的精度、工件焊接组合的重复定位与夹紧精度有一定限度。在钢板激光拼焊中,两板拼接的间隙大小也直接影响激光拼焊质量。
激光拼接主要采取两种下料方式,第一种是精密机械剪切,这种工艺的切口形状及切口质量优良,重复性好,但精剪设备投资较贵;第二种采用激光切割,可以满足拼焊质量,且无刀刃磨损,是一种高效率、高质量的切割方法,实现激光设备同时满足切割和焊接的双重需要,提高设备的使用效率。
激光拼焊属于激光穿透焊接,其能量传递和转换均是通过小孔完成。激光焊接工艺参数(包括激光模式、激光功率、焊接速度、离焦量及辅助吹气等)对激光高速拼焊的焊缝质量影响很大。
激光模式对激光焊接影响较大,对汽车钢板进行激光拼焊时,采用准基模或低阶模光束,能得到焊缝窄,焊接热影响区小的焊缝。
