隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及人們需求的不斷 提高，節(jié)能、安全、環(huán)保成為大家關(guān)注的話題，因此，高強鋼和超強鋼的應(yīng)用日益增加，如今已經(jīng)成為汽車生產(chǎn)商廣泛使用的特殊合金。高強鋼和超高強鋼的特點是 穩(wěn)定性高，從而增加了汽車的安全性。而且，高強鋼重量輕，能夠有效地降低汽車油耗。
采 用高強鋼制造汽車殼體的優(yōu)勢很明顯，它的抗拉強度是其他普通鋼的幾倍，這樣就能在不影響車體結(jié)構(gòu)強度的同時減小板材的厚度；另一個優(yōu)勢是，較之以前普通鋼 需裝配多個配件作為加強筋，現(xiàn)在只有一個殼體而無需安裝配件，這樣就可以減少配件數(shù)量、簡化裝配過程、降低生產(chǎn)成本。如今，大量的汽車生產(chǎn)商和他們的配件 供應(yīng)商們都對高強鋼應(yīng)用于車體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了濃厚的興趣?，F(xiàn)在正在使用高強鋼作為車體的有保時捷Cayenne和大眾Touarge SUV等；大部分車體都 使用高強鋼的有大眾帕薩特和大眾Eos硬頂敞篷車。
這種高強鋼和超強鋼運用于汽車制造，得益于現(xiàn)代兩大先進技術(shù)：沖壓硬化和激光加工。
圖1 鋼板加熱到900℃后，在沖壓成形的過程中急劇冷卻硬化，形成高強鋼和超強鋼
沖壓硬化的突破
過 去，高強鋼和超強鋼的成形問題是阻礙其在汽車制造業(yè)廣泛應(yīng)用的原因。如今，人們已經(jīng)找到解決此問題的方法：沖壓熱成形加水冷硬化處理。在成形之前先將鋼材 加熱超過900℃，然后進行快速深壓，水冷模具緊緊壓住工件直到溫度降下來，一般情況下，溫度降低到170℃。因為這一過程發(fā)生極為迅速，鋼材中會產(chǎn)生馬 氏體組織，因而大大增加了鋼的抗拉強度。
這 種加工工藝最近幾年才革新汽車制造，大眾汽車公司是這一工藝的主要先行者，它是最早將高強鋼應(yīng)用在汽車制造業(yè)的公司之一，某種程度上也是第一家自己制造熱 沖壓高強鋼的汽車公司。2004年秋天展示的帕薩特標志著在每輛汽車中大量采用熱沖壓件的開始。這些車的乘客車廂、B柱、中央煙道以及車頂部、兩側(cè)面板大 多采用了高強鋼作為結(jié)構(gòu)件。
圖2 大眾帕薩特使用高強鋼和超強鋼作為車身的支撐結(jié)構(gòu)，提升了汽車的安全性
然 而，熱沖壓僅僅是解決問題的第一步，高強鋼的硬度一般高于切割工具，這對工具的磨損很大。激光加工可以解決這個問題，不管切割硬度多大的材料，激光切割都 是完全不會磨損的。特別是對于強度高達1500MPa的鋼板，幾乎沒有其他經(jīng)濟可行的加工方法可以替代激光切割。在這種情況下，機械沖床和切削設(shè)備的使用 壽命會大大縮短，而激光切割除了完全沒有這些磨損問題以外，還具有安裝時間短、可靈活更換產(chǎn)品和樣品生產(chǎn)等優(yōu)點。尤其對于窄邊角輪廓或小曲率的曲線，更是 機械切割不可比擬的。
激 光既可進行高強度鋼的切割，也可用于焊接。激光焊接效率高、經(jīng)濟，而且焊接質(zhì)量得到了很大提升。與激光切割相似，激光焊接的優(yōu)勢之一是熱輸入量很小。因為 對于高強度鋼來說，如果熱輸入量過大，可能會喪失高強度的特性。激光焊接同樣也是高質(zhì)量的加工過程，只有很小的熱變形，幾乎不會使材料產(chǎn)生翹曲，其精度也 非常出色。除此以外，激光還可以用來焊接某些特別的部件，如轎車后擋板和頂蓬連接處。而且，激光焊接與傳統(tǒng)點焊相比，需要的凸緣更小，這同樣降低了車身重 量和燃油消耗。
上海通用某國際高端汽車品牌激光焊接現(xiàn)場
汽 車制造商的要求一向苛刻，對于精密部件，公差要求不超過3mm。如果需要焊接切割后的部件，或者是考慮整個車體每個部位的尺寸都要滿足臨界公差，那么各部 件的加工誤差須減至±0.4mm。激光加工完全可以滿足用戶的苛刻要求。關(guān)鍵之處就是在各種應(yīng)用中要掌握好激光功率、切割速度與材料特性以及厚度之間的相 互匹配關(guān)系，否則容易出現(xiàn)粗糙、毛刺或燒結(jié)點，甚至出現(xiàn)鋼材根本不能切穿的現(xiàn)象。
技術(shù)競爭
作為工業(yè)激光解決方案權(quán)威提供商，華工激光法利萊致力于推動汽車行業(yè)的發(fā)展，為汽車制造提供全方位、高品質(zhì)的激光加工應(yīng)用解決方案。
華工激光旗下品牌FARLEY?LASERLAB傳承源自澳洲的先進工藝及品牌血統(tǒng)，經(jīng)過多年技術(shù)創(chuàng)新與工藝突破，已達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流水平。FARLEY?LASERLAB激光焊接裝備的焊接速度快、加工效率高，焊縫熱影響區(qū)域窄，焊縫質(zhì)量好、柔性化程度高，是汽車整車及零部件激光焊接的首選。
法利萊汽車白車身激光自動焊接成套設(shè)備
熟悉汽車行業(yè)的人都知道，汽車白車身焊接是汽車制造業(yè)的主線，行業(yè)門檻非常高，在此之前，白車身焊接領(lǐng)域均被國外企業(yè)壟斷，國內(nèi)沒有任何一家公司涉足該領(lǐng)域。而法利萊憑借一流的技術(shù)實力成功躋身該領(lǐng)域，打破行業(yè)壁壘，填補了國內(nèi)空白。
法利萊汽車白車身車頂蓋激光自動焊接
法利萊汽車安全氣囊內(nèi)膽激光焊接
法利萊汽車齒輪激光焊接
法利萊汽車保險杠激光焊接
法利萊汽車后備箱激光焊接
法利萊汽車排氣管激光焊接
法利萊汽車座椅調(diào)角器激光焊接
2、激光切割
激光切割是最常用的激光加工方式之一，激光切割類型分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧氣切割和激光劃片與控制斷裂四類。衡量切割工藝好壞的標準有切割速度、切割精度、穩(wěn)定性與可靠性等。
法利萊致力于為汽車行業(yè)提供廣泛全面的激光切割應(yīng)用解決方案，公司研發(fā)生產(chǎn)的一系列激光切割裝備可為汽車零部件帶來完美的平面切割及三維切割效果。
法利萊三維激光切割焊接成套裝備
法利萊DF3015Plus數(shù)控光纖激光切割機
法利萊激光切割機切割不同厚度的金屬
法利萊汽車變檔套激光自動切割設(shè)備
法利萊汽車變檔套激光自動切割效果圖
激光技術(shù)為加工處理高強度鋼開啟了一條新渠道，提高了經(jīng)濟效益，相信未來激光技術(shù)還將對汽車工業(yè)產(chǎn)生更大的影響。
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