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汽車制造中的焊接方法分析
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作者:ryweld
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發(fā)布時間: 2017-04-05
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對于汽車制造上焊接方法中的電阻點焊和激光焊接哪個好一直爭論不休，一般來而就外觀而言，激光焊接肯定要比點焊更讓人愿意接受。今天我們就來好好分析一下汽車制造中的激光焊接
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對于汽車制造上焊接方法中的電阻點焊和激光焊接哪個好一直爭論不休，一般來而就外觀而言，激光焊接肯定要比點焊更讓人愿意接受。今天我們就來好好分析一下汽車制造中的激光焊接
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。
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量和間距等因素相關。雖然激光焊接確實在提高強度上限上有優(yōu)勢，但考慮實際生產情況，這二者在強度上并沒有明顯的可比性。但不可否認的是，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。
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。
1.激光釬焊
看到“釬”字，大家就明白了，這種激光焊接技術需要使用焊絲。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.激光遠程焊
激光焊接未來最大的看點，就屬遠程激光焊了。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、側圍門框上。
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雜的工作系統(tǒng)很難在同一工位增加設備，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生氣孔和裂紋問題，常見于頂蓋(天窗)激光焊接上，當年高爾夫頻繁漏水，想想并不是什么稀奇事。頂蓋激光焊這個脆弱的工藝，遇到問題嚴重的，把整個車頂掀開重新焊，也不是不可能。
四：激光焊和鋁合金是好搭檔
被吹上天的鋁合金除了質量輕，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生許多氣孔和裂紋，影響焊接質量。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，相比傳統(tǒng)焊接技術在鋁合金焊接上的頹勢，激光釬焊仍然好得多，但也沒有達到完美的地步。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，雖然也能達到效果，但成本也相應提高了。
五：激光焊接會成為新寵
當今高調的激光焊接技術其實早在1964年就有了，那時主要應用在小而薄零件的焊接上，相當“低調”。從20世紀80年代開始，在穩(wěn)定性得到改善后，激光焊接技術才開始投身于汽車車身制造。至此，此項技術一直處在蓄力階段，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，但裝配精度也相當重要，要知道當年大眾CEO文德恩可是當眾趴車量過尺寸的。
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。
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量和間距等因素相關。雖然激光焊接確實在提高強度上限上有優(yōu)勢，但考慮實際生產情況，這二者在強度上并沒有明顯的可比性。但不可否認的是，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。
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。
1.激光釬焊
看到“釬”字，大家就明白了，這種激光焊接技術需要使用焊絲。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.激光遠程焊
激光焊接未來最大的看點，就屬遠程激光焊了。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、側圍門框上。
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雜的工作系統(tǒng)很難在同一工位增加設備，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生氣孔和裂紋問題，常見于頂蓋(天窗)激光焊接上，當年高爾夫頻繁漏水，想想并不是什么稀奇事。頂蓋激光焊這個脆弱的工藝，遇到問題嚴重的，把整個車頂掀開重新焊，也不是不可能。
四：激光焊和鋁合金是好搭檔
被吹上天的鋁合金除了質量輕，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生許多氣孔和裂紋，影響焊接質量。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，相比傳統(tǒng)焊接技術在鋁合金焊接上的頹勢，激光釬焊仍然好得多，但也沒有達到完美的地步。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，雖然也能達到效果，但成本也相應提高了。
五：激光焊接會成為新寵
當今高調的激光焊接技術其實早在1964年就有了，那時主要應用在小而薄零件的焊接上，相當“低調”。從20世紀80年代開始，在穩(wěn)定性得到改善后，激光焊接技術才開始投身于汽車車身制造。至此，此項技術一直處在蓄力階段，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，但裝配精度也相當重要，要知道當年大眾CEO文德恩可是當眾趴車量過尺寸的。
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