随着现代社会的发展和快节奏的生活,汽车在人们的生活中扮演者越来越重要的角色,人们对汽车行业的要求也越来越高,要求汽车的安全性和节能性,以及汽车的轻便性,这些要求直接促进了激光拼焊板技术在汽车行业的应用,目前这种技术已经在世界范围内广为应用。
在具体的汽车零件的生产过程中,主要是分离成形法和整体成形法。分离成形法主要是是指单个的生产零件,然后再利用焊接技术将这些零散的部件焊接起来,形成汽车生产所需要的结构部件。这种成形法的优点在于可以优化单个零件的性能,选择适宜的材料生产单个部件,将这些部件焊接起来也可以形成系统优势。但是这样一来,将会加大生产中的加工和装配成本,并且由于单个零件的材料不同,再加上焊接时的节点重合,可能会增加汽车的重量。而后者则简单的多,它是利用一台压机,将所需要的材料相同的零件在一块整体板材上生产的方法,这种方法从实际来看缺点是十分明显的,因为虽然材料可能相同,但是具体的零件的厚度要求等是不同的,这时候对于选择生产材料造成了影响,增大了成形难度。
以上两种是汽车零件生产中传统上应用的生产方法,其缺点都是增加了汽车自身的重量,降低了汽车的性能优化效果。目前人们对汽车的要求越来越高,除了美观外,更要求汽车的轻便性、速度,而传统的部件生产方式无法满足这种要求。因此,汽车生产领域结合传统方式的优缺点和现代机械技术,推出了一种新型的部件成形方式,即拼焊板冲压成形技术。
激光拼焊板技术是在激光焊接技术发展的基础上,结合汽车部件生产的需要而出现的一种新型的现代加工技术,主要的生产原则是利用高能量的激光,通过对不同类型和不同性能的材料的焊接,使得生产各个零件的材料集中在一张整体板块上,根据各个部件所需的材料进行冲压,满足零件对材料和厚度的不同要求。激光拼焊板工艺在汽车行业的应用,有效地解决了传统部件成形方法中的缺点和问题,满足了不同部件的不同材料要求和不同工艺要求。
激光拼焊板技术在二十世纪八十年代中期就已在美国、日本以及西欧等发达国家的汽车生产中得到了广泛的应用,经过这几十年的发展,这种部件生产方式的优点越来越明显,尤其是其生产的部件对于改进汽车的性能方面有巨大的作用,已经在全世界范围内得到了认可,广泛地应用于制造汽车车身。本文对激光拼焊板技术及其应用进行论述。
一、拼焊及激光拼焊技术概述
1.拼焊技术
所谓拼焊技术,就是部件生产中,把生产单个零件所需的不同材料或者多块材料焊接在一起的方法,这样一来,生产零件的材料就简单的形成了一块毛坯件,方便整体部件生产时的应用。成为所需零部件。此类钢板我们通常称之为拼焊板,或者叫TWB(TailorWeldedBlanks)。拼焊板最初是为了解决机械生产中生产零件时材料的宽度或者长度不够这一问题而引进的技术,利用焊接的方法,把符合要求的材料焊接起来,满足部件生产时的长度和宽度需要。后来随着部件生产中各种问题的吧出现,才推动了拼焊板向着不同表面处理、不同种类、不同厚板方向的技术发展,由此才真正实现了汽车钢板拼焊的目的。
拼焊技术中具体的方法有滚压电阻缝焊、等离子焊、电子束焊、气体保护焊等多种方法,但是最为先进的却是激光焊接技术。随着汽车行业生产条件的改进以及激光焊接技术的巨大优势,汽车行业现在多选择滚压电阻焊或激光焊。前者通常采用搭接接头,需要一个较小的搭接量。因为在对两个焊件进行焊接时,部件的接头处由于重叠作用会使得其稍厚于单个焊件的厚度。并且这种方式由于在使用时的产生的热量较大,若不注意,会使焊接材料的实际性能受到影响,甚至改变。
2.激光焊接技术
激光技术作为工艺加工领域的亮点技术,其最重要的优点在于它的鲜明的方向性和操作中对象的相关性。在结合现代机械加工领域其他的技术发展,使得激光逐渐代替传统的焊接技术,成为现代工业加工的主流技术。这种焊接方式的优点很多,尤其是对于高熔点金属或两种不同金属焊接时,不会影响金属材料的性能。并且由于激光技术的高度相关性和目标的集中性,不会影响整体的材料。在对不同的材料进行焊接时,采用的是对接的方式而不是大街,这样避免了材料焊接部位的重叠,不会使焊接部位的重量增加,提高了焊接材料的重量均衡性。这些优点都推进了激光焊接技术的推广,甚至出现了代替滚压缝焊的趋势。但是鉴于激光焊接技术的设备要求较高,一时之间还无法完全替代滚压缝焊技术,但是其发展前景是十分乐观的。
在激光焊接技术中,常见的激光器的材料主要有半导体、固体、气体、液体等,鉴于生产设备和实施中的技术要求,目前汽车加工领域常用的激光器主要是气体激光器和固体激光器。
二、激光拼焊板技术的优势
与传统的焊接技术相比,激光焊接技术的长处在于改变了各种冲压零部件的点焊技术,可以结合自身的技术特点,将不同特点的金属材料根据要求焊接成一个后进行冲压,使需要的部件成形。
激光拼焊技术的优势主要体现在以下几个方面:
1、其独特的焊接技术能够减轻车身重量,提高汽车的轻便性
这种技术使得在焊接时可以采用连接而非搭连的方式,减少了重叠时造成的零件重量的增加,能够有效地降低整体车身的重量。
2、可以做大限度的将相关的零件结合成整体部件,增强汽车的整结构钢度
这种技术可以对生产中的部件性能进行优化焊接,使零件的系统性功能得以强化,有利于提高部件整体的结构精度,同时也可以减少零部件生产的加工程序。
3、可以很好地提高生产材料的利用率
这种技术摆脱了传统焊接时对材料的浪费,可以将不同厚度以及性能的材料焊接起来,构成汽车的部件,从而能够提高材料的利用效率,避免了材料的浪费。
4、能够有效的提高汽车部件的结构功能
将各种零件生产所需的最优金属材料进行焊接,可以有效的提高部件整体的功能,个体最优的结果联合形成系统的优化效果;在生产中,可以针对特殊部位,采取相应的加厚或者加硬措施,以满足汽车的结构优化所需。




