激光焊接工藝在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

——推進(jìn)整車輕量化進(jìn)程，盡顯激光技術(shù)的安全分寸

講師首先指出本次的分享主題“推進(jìn)整車輕量化進(jìn)程，盡顯激光技術(shù)的安全分寸”的意義不只是簡單的減重，而是在保證汽車安全性和品質(zhì)的前提下，將更多的新材料新結(jié)構(gòu)和新工藝用在汽車的功能件上，不僅使性能更加優(yōu)異，同時(shí)使重量更輕，對(duì)于焊接工藝要具備可靠性和安全性。

課程大綱

• IPG公司簡介及產(chǎn)品線介紹

• 汽車輕量化進(jìn)程及應(yīng)用趨勢
• IPG光纖激光在汽車白車身上的應(yīng)用
• IPG光纖激光在汽車零部件上的應(yīng)用
• 總結(jié)與展望

課程回顧

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公司簡介和產(chǎn)品線介紹

進(jìn)入正題講師首先對(duì)IPG公司做了簡單的介紹，公司總部在美國，研發(fā)中心分布在美國、德國、德國、意大利和俄羅斯4個(gè)國家，全球近5000名員工，全球有10個(gè)實(shí)驗(yàn)室，其中中國有4家。

以上是IPG產(chǎn)品線的圖譜，目前的產(chǎn)品線有飛秒、皮秒、納秒，綠光、紫外，還有主打在汽車領(lǐng)域的qcw、cw連續(xù)的激光器。在整個(gè)產(chǎn)品線上可以提供大于510種不同的光纖激光器，這510種不同的光纖激光器可以用于不同的未加工和宏觀加工的需求，客戶可以按照自己的需求進(jìn)行進(jìn)行采購。

以上是IPG的實(shí)驗(yàn)室分布，實(shí)驗(yàn)室分布在北京、上海、深圳、武漢4地。

激光行業(yè)在中國是一個(gè)蓬勃向上發(fā)展的一個(gè)行業(yè)，這其中95%激光相關(guān)的業(yè)務(wù)都是在材料加工領(lǐng)域，而汽車領(lǐng)域又是在材料加工領(lǐng)域中間占最大份額。

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汽車輕量化進(jìn)程及應(yīng)用趨勢

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IPG光纖激光在汽車白車身上的應(yīng)用

這是某個(gè)車型高強(qiáng)度的鋼管和框架結(jié)構(gòu)的焊機(jī)。

這也是高強(qiáng)度鋼，這里的DP800和DP1000，是鐵素體加馬氏體的一個(gè)雙相鋼，甚至還用到了熱成型鋼，是車體的一個(gè)側(cè)圍，主要是用34道遠(yuǎn)程激光焊接來實(shí)現(xiàn)，用激光焊做高強(qiáng)鋼的焊接能使它的性能得到很好的保證。

這個(gè)案例還是高強(qiáng)度鋼，也是屬于側(cè)圍的焊接，主要是有79道遠(yuǎn)程焊的c型焊縫組成，右邊是焊接的一個(gè)現(xiàn)場照片。

這是IPG做的一個(gè)領(lǐng)域車門的激光焊接，其實(shí)它的優(yōu)勢是蠻明顯的，他的熱量很集中，所以可以用小的熱輸入進(jìn)行焊接。

這是一個(gè)整體性的案例，現(xiàn)在鋁合金的案例比較多的就是鋁合金的拼焊板，比如有些會(huì)選擇異厚度的鋁合金進(jìn)行拼焊，還有車頂和側(cè)圍的焊接，還有后行李蓋的焊接。

這是填絲焊的例子，它是一個(gè)鋁合金的行李蓋，由于他焊接的表面要求是AA制等級(jí)表面，所以要求也比較高，右下角這個(gè)激光填絲焊的表面非常光滑，完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)的要求就取消了。

這也是一個(gè)鋁合金的激光焊，是邊緣焊接的形式，這個(gè)邊緣焊接的形式可以極大程度的實(shí)現(xiàn)減重，而且這個(gè)焊后的變形也非常小，可以完全取代之前的電阻點(diǎn)焊的工藝。

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IPG光纖激光在汽車零部件上的應(yīng)用

過去的零部件很多都是用二氧化碳激光做的，現(xiàn)在固體的激光器去取代二氧化碳，這是零部件焊接的一個(gè)趨勢，特別是對(duì)于北美市場很多新的燃油傳動(dòng)裝置開始慢慢進(jìn)入市場，他會(huì)考慮用一些新的更經(jīng)濟(jì)更可靠的方法去體取代原有的設(shè)備。這里面IPG就通過大量的驗(yàn)證最終得出他們采用光纖激光器去取代二氧化碳不但可以得到非常可靠的焊接質(zhì)量，而且取消了氦氣保護(hù)的步驟，極大的節(jié)省了成本。

這些部件看起來似乎比較簡單，因?yàn)椴皇卿X或者鎂或者復(fù)合材料等等比較新型的材料，但其實(shí)在傳動(dòng)系統(tǒng)的材料更新?lián)Q代里面也是不斷在升級(jí)的，越來越多的高合金元素，甚至滲碳或者滲碳氮部件用于這些零部件中，所以說焊接的時(shí)候，裂紋的敏感性還是非常高的，這里IPG針對(duì)這些裂紋的敏感性比較高的部件也有自己相應(yīng)的一些技術(shù)，比如光纖配置，還有在焊接擺動(dòng)頭方面，都會(huì)采取綜合的比較好的配置。

在汽車座椅上也是一個(gè)重要的應(yīng)用，座椅在汽車的安全等級(jí)里面是十級(jí)，它對(duì)焊縫的可靠性，還有公益的棒性的要求，都是非常高。

這里講師再次將話題切換到白車身，主要是想說說新能源車的話題，新能源車使用電池驅(qū)動(dòng)，對(duì)于這個(gè)車輛的重量會(huì)比傳統(tǒng)的汽車會(huì)更加敏感，而且對(duì)于一些新材料的應(yīng)用會(huì)更加大刀闊斧，在國產(chǎn)新能源車的全鋁車身里，都是用的IPG的激光器做的全鋁車身的焊接。

除車身外非常重要的還有電池，在電池這方面IPG做的也是比較成熟的，都是用它設(shè)備相應(yīng)的款型去推薦。硬包電池，它的防爆閥、極柱、軟連接，殼體封口，注液孔，模組，都有相應(yīng)的推薦配置。

硬包電池的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)來說已經(jīng)比較成熟了，軟包電池這塊大家還在摸索之中，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也沒有特別的出臺(tái)，IPG在北美也成立了專門的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，差不多在今年的第三季度可以拿到相應(yīng)的測試和標(biāo)準(zhǔn)，這樣的話可以可以更好的服務(wù)于國內(nèi)電池客戶。

IPG去年收購了一家加拿大的公司叫LGD，它翻譯出來就是焊縫的熔深動(dòng)態(tài)檢測，這臺(tái)設(shè)備可以和IPG的激光器和焊接頭很好的結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)焊前對(duì)接面的間隙焊接工件的高度、焊接過程中熔深的實(shí)地測量、焊后表面質(zhì)量等等幾個(gè)方面綜合的測量，實(shí)際測量的熔深和在線的熔深有很好的一致性。

而且還可以實(shí)時(shí)的提取到這個(gè)小孔的行碼，即右邊黑色小孔的形貌圖，這樣就可以很更好的監(jiān)測實(shí)際的激光焊接的質(zhì)量，確保安全性。

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IPG總結(jié)與展望

—End—

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