一文介绍激光焊接在汽车零部件的应用

时间:2021-08-30 09:34来源:联赢激光作者:wuping 点击:
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摘要:说起汽车激光焊接,可追溯到上世纪八十年代,当时主要是焊接车身。近四十年过去,如今的激光焊接生产线已大规模出现在汽车制造业,并成为汽车制造业突出的成就之一。 汽车行业运用激光焊接技术始于德国,20世纪80年代,德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接,90年代,美国通用、福特和克莱斯勒公司竞

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说起汽车激光焊接,可追溯到上世纪八十年代,当时主要是焊接车身。近四十年过去,如今的激光焊接生产线已大规模出现在汽车制造业,并成为汽车制造业突出的成就之一。

汽车行业运用激光焊接技术始于德国,20世纪80年代,德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接,90年代,美国通用、福特和克莱斯勒公司竞相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。随之,意大利菲亚特在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接,日本的日产、本田和丰田汽车公司也在制造车身覆盖件中使用了激光焊接工艺,从此,高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多。

汽车市场火爆带动激光焊接产业发展

随着我国制造业转型升级,众多行业对产品焊接品质的要求不断提高,在此背景下,激光焊接在众多行业中的应用普及率不断上升,特别是金属材料与零部件的加工制造,其渗透率处于较高水平,目前,汽车工业是我国激光焊接的重要应用市场。

汽车智造加速升级,激光焊接应用大势所趋

数据来自于激光加工专委会统计数据

        无论是前期出台的《汽车产业中长期发展规划》,还是《新能源汽车产业发展规划(2021- 2035年) 》,都释放出一个重要的信号:电动汽车是国家既定产业战略,政策层面推动其持续、健康发展的方向不会动摇。这些政策正在从多个维度力促健康、有序发展,并将长期利好新能源汽车产业发展。

数据来源:中汽协

2015年,我国成为新能源汽车销售第一大国,至今6年时间,我国新能源汽车销量始终保持稳步上升趋势。随之国内新能源汽车生产与锂电池行业迅猛发展。中汽协统计,2021年上半年,我国新能源汽车销量超120万辆,动力电池装车量累计52.5GWh,累计销量已与2019年全年水平持平,新兴动能正持续扩大。时下,全球汽车产业电动化的速度不断加快,各国政府提供消费者购车补助等政策支持,刺激全球新能源车销售表现持续上升。美国银行全球研究部预测,2025-2040年,全球包括纯电动汽车(BEVs)和插电式混合动力汽车(PHEVs)在内的所有电动汽车的全球渗透率将从23%上升至67%。

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数据来源:全球新兴能源市场调研机构SNE Research

全球新兴能源市场调研机构SNE Research预测,全球新能源汽车销量 2025年有望达到 1500万辆规模,2030 年全球电动车销量达到 2300 万辆,市场容量增长有望超过十倍,强大的新能源汽车市场将加速激光焊接产业的发展。

激光焊接技术在汽车零部件的应用

一辆汽车约由2万个零部件组装而成,其中铁制零件占绝大多数,虽然统称为铁,但是构成车体框架的车架和塑造车型的车身部分使用的是钢板、变速器等箱体部分使用的是将铁熔化并注入模具做成的铸件。因此,焊接工序在汽车生产加工过程中是一项不可或缺的工序,比如车架、车身、车厢、发动机、汽车齿轮、车顶、车门、汽车座椅滑动件、汽车安全气囊内胆、排汽管、汽车离合器等都离不开焊接技术。

对比传统电阻焊接、二氧化碳气体保护焊等传统焊接技术,激光焊接技术在新型合金材料中效果优越。其具备的焊接速度快、质量好、生产效率高、焊缝深宽比大、光亮美观、热输入小、焊接热影响区小、焊接不易变形等优点,使其在汽车零部件加工方面有着效率、经济、安全、强度、高腐蚀等良好性能,能实现汽车配件的拼焊、叠焊、车身焊和零件焊接,有效降低车身重量、提高车身装配精度、增加车身强度、降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本。联赢激光凭借着在激光焊接领域的探索,将先进激光飞行焊、激光填丝焊、WOBBLE焊接、多波长蓝光复合焊接技术和多波长蓝光摆动复合焊接技术应用到汽车发动机排气歧管、气缸垫片、高压歧管、氧传感器、变速箱拨叉、半壳组件、汽车转向系统转向支架、导向管、转向轮总成等众多汽车零部件中,通过与现代汽车制造进行完美结合,为未来汽车轻型化发展提供更多优质方案。

 

 

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联赢激光汽车转向支座激光焊接线

UW汽车零部件部分解决方案

目前,联赢激光在汽车行业拥有双极板焊接自动线、汽车白车身顶激光钎焊工作站、钣金不等厚板拼接工作站、汽车导向管支架激光焊接工作站、汽车排气歧管焊接工作站、汽车拨叉+换挡轴激光焊接工作站、新能源电池箱盖激光清洗站燃油分配管焊接工作站、转向支座自动化生产线等。UW希望通过丰富的应用案例经验及专业技术,帮助厂商轻松实现智能制造。

适用汽车导向管安装支架等汽车零部件激光焊接。

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行业应用难点:工件焊道为角接焊缝,要求焊道有效熔深达板厚80%;工件表面有大量的防锈油,不利于焊接;

联赢激光支招:焊接时出光角度与工件边缘尽量贴近在20度左右;夹具工装设计保证夹紧强度时尽量避免与工件及激光干涉;选取合适的入射角度,不断优化激光功率,焊接速度,离焦量等工艺参数;可选配激光清洗,清除表面油污氧化物等,利于更好的焊接品质。

汽车拨叉+换档轴激光焊接工作站

行业应用难点:产品的总成组成零件较多,需要分多道工序进行焊接。工件表面油污焊接容易起气孔。

联赢激光解密:选用机器人,配备多套自动焊接夹具;全封闭焊接防护房,配备房体除尘系统,确保人工操作区域安全无污染。

新能源汽车电池箱盖激光清洗站

该设备应用于新能源电池箱盖电泳漆涂层的激光清洗,对应108个圆孔边缘直径10mm范围的漆层。清洗涂层厚度保证在0.035mm,使用振镜配套高精度机器人加激光测距仪控制清洗焦距。实现100%优率保证清洗的精度,且不损伤电泳涂层下的镀锌层。

优势特点:采用专用铝合金激光房体,拆卸维护方便,外观美观,设备轻量化;设备可放置于2楼,有效减少占地面积;使用弹片夹具结构,实现多达108个紧凑位置独立压紧。

汽车转向支座激光焊接线

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优势特点:

焊接站采用工业PLC控制;集成自动化打标、涂油、铆压、焊接、检测等工序,实现一体化线体生产;采用进口烟雾净化器,将焊接过程所产生的烟尘及飞溅吸收到净化器内部过滤,保证作业人员的健康;房体全封闭式焊接,透视窗观察,所有维护门与设备联锁(即正常工作期间,打开后设备自动停止),全方位保证作业人员安全;CCD影像自动监视系统,方便实时观测焊接状况;采用2轴变位机实时变位,迅速调整角度,振镜焊接;夹具采用快换装置,实现人工上件,焊接位置固定的快速切换,达到高速的生产节拍。

汽车座椅背板激光焊接

行业应用难点:激光飞行焊效率高,机器人往往需要等待人工上件,节拍不高;激光焊安全等级要求较高时,需要防辐射,转台机构运动边缘防护困难;激光焊接需要保证极小的间隙,工件间隙保证困难;

联赢激光解密:可采用多旋转台工位,降低上下料节拍,提升激光焊利用率,提高节拍;转台防护板边缘采用圆弧型面,形成良好的防护效果;采用密集的工装设计,在焊缝附近增加足够的压块,保证足够压紧力以消除工件间的间隙;

汽车排气歧管焊接工作站

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燃油分配管焊接工作站

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车门激光焊接

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汽车零部件焊接采用高功率激光焊代替其他焊接方法,零件焊接部位变形很小,连接精度高,焊接速度快,连接强度高,而且不需要焊后热处理。目前,联赢激光已与多家汽车主机厂以及汽车零部件厂商都有良好合作。根据国家《节能与新能源汽车技术路线图》,2025 年较2015 年减重20%、2030 年较2015 年减重35%。

汽车轻量化是未来我国汽车产业持续健康发展的必然选择,激光焊接作为节能汽车和新能源汽车的共性核心技术,轻量化存在巨大的市场空间。除此之外,使用激光焊接还可以节省汽车生产成本,提高生产效率。随着全球汽车市场需求的扩大,在汽车智能化进程加速推进的同时,先进激光加工技术与汽车生产的结合成为大势所趋。未来,随着汽车尤其是新能源汽车的需求量不断提升,对于生产线中激光焊接的需求量也将不断提升,市场空间广阔。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:wuping )
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