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汽車制造

關(guān)于汽車激光焊接的那些事兒:只知道大眾就out了

星之球科技 來(lái)源:車聚網(wǎng)2016-07-13 我要評(píng)論(0 )   

大眾是最早使用激光焊接的汽車公司。甚至有個(gè)別人至今提及汽車激光焊接言必稱大眾,仿佛天底下只有這一家采用此獨(dú)門絕技的公司。誠(chéng)然,大眾在激光焊接工藝向汽車行業(yè)普...

 激光焊接造出來(lái)的才是好車!”聚友甲臉漲得通紅。
 
“外面學(xué)電焊、氣焊、氬弧焊和激光焊接的一大把,有啥稀罕?”聚友乙毫不退讓……
 
倆人盯著車聚君:“你懂車,你說(shuō),汽車激光焊接到底是好,還是不好?”車聚君還沒(méi)來(lái)得及開口,隔壁陽(yáng)臺(tái)上大爺?shù)氖謾C(jī)傳來(lái)一陣鈴聲:“故事里的事,說(shuō)是就是不是也是……說(shuō)不是就不是,是也不是。”
 
是啊,這就是個(gè)巧合的回答:汽車激光焊接先進(jìn)與否,可以說(shuō)是,也可以說(shuō)不是。但是這里,有一些你需要知道的事。
 
一、激光焊接只有大眾有嗎?
 
這是一個(gè)老梗:大眾是最早使用激光焊接的汽車公司。甚至有個(gè)別人至今提及汽車激光焊接言必稱大眾,仿佛天底下只有這一家采用此獨(dú)門絕技的公司。誠(chéng)然,大眾在激光焊接工藝向汽車行業(yè)普及的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用,但它一定是“首家”嗎?
 
常見(jiàn)汽車工業(yè)焊接工藝主要是電阻焊和激光焊接。前者是將被焊工件在陰陽(yáng)兩極之間壓緊,通電后電流經(jīng)過(guò)工件接觸面和臨近區(qū)域,通過(guò)電阻熱效應(yīng),將該區(qū)域加熱融化或至塑性狀態(tài),從而使得金屬結(jié)合。而激光焊接則用聚焦的激光束轟擊焊件接縫,將光能轉(zhuǎn)化為熱能,實(shí)現(xiàn)融化-焊接的目的。
 
早在1990年,豐田汽車曾經(jīng)與激光焊接工藝有過(guò)一段緣分。當(dāng)時(shí)豐田希望能將一些邊角料鋼板利用激光拼接成車門內(nèi)板,達(dá)到節(jié)約原料的目的。一部分觀點(diǎn)認(rèn)為這是激光焊接在汽車制造中的首次應(yīng)用。
 
大眾開始為旗下車型采用激光焊接工藝始于上個(gè)世紀(jì)九十年代,迄今PQ35和PQ46等平臺(tái)車型如邁騰、途安、CC等還在大量使用。不過(guò)同一時(shí)期的其他車企也開始接觸激光焊接工藝。九十年代中葉,寶馬工廠的機(jī)器人采用激光焊接工藝,完成了寶馬5系的首條長(zhǎng)達(dá)12米的焊縫。
 
時(shí)至今日,激光焊接技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了相當(dāng)程度的發(fā)展。諸如通用汽車、奧迪和標(biāo)致雪鐵龍,乃至一些中國(guó)自主品牌車企(如和德系車關(guān)系密切的華晨中華)也都或多或少應(yīng)用了該工藝。只是論及拿激光焊接的車身作為噱頭來(lái)宣傳旗下的車型,這些車企并不如大眾那樣明顯。
 
但需要肯定的是,大眾在推廣激光焊接方面確實(shí)為業(yè)內(nèi)之先,哪怕“第一個(gè)”頭銜有松動(dòng)之嫌。該工藝在大眾旗下各檔次車型中的覆蓋率相當(dāng)之高,同時(shí)在單一車型中的使用率也是名列前茅。
 
說(shuō)到這里,激光焊接到底好在哪里呢?
 
二、只是為了加強(qiáng)車身強(qiáng)度?
 
不少人一聊到激光焊接,就津津樂(lè)道這一工藝能提高30%的強(qiáng)度。真的是如此嗎?
 
這里需要澄清一點(diǎn):衡量汽車安全強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)主要是白車身車架的強(qiáng)度能力,而外覆蓋件能帶來(lái)的強(qiáng)度提高卻并不明顯。多數(shù)激光焊接偏偏是使用在外覆蓋件中,比如車頂側(cè)圍的焊接。因而不是所有的激光焊接都會(huì)增強(qiáng)汽車車身強(qiáng)度。
 
另一方面,焊接確實(shí)能夠?qū)嚿韽?qiáng)度產(chǎn)生有利影響,比如說(shuō)將激光焊接應(yīng)用到車身結(jié)構(gòu)件中,可以一定程度上提高車身強(qiáng)度。但是工藝最大的特點(diǎn)就是可調(diào)性,具體應(yīng)用決定了實(shí)際效果。
 
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),我們總是習(xí)慣性地想著技術(shù)工藝所能達(dá)到的最高效能,但是在實(shí)際生產(chǎn)中,100%理想的狀況很難實(shí)現(xiàn)。
 
三、優(yōu)點(diǎn):提速、精度
 
現(xiàn)階段,激光焊接主要有傳熱焊接和深熔焊接兩種方式,在車身焊接中這種技術(shù)帶來(lái)了相當(dāng)多的好處。 
 
▎使用激光焊接能夠解決傳統(tǒng)點(diǎn)焊需要大量原材料的弊端,減少車身金屬材料的用量,在提高美觀程度以及密封性的同時(shí)還減輕了車身質(zhì)量,很好的響應(yīng)了車身輕量化的潮流;
 
▎激光焊接有著很高的焊接線速度,能夠有效地提升生產(chǎn)速度,這對(duì)時(shí)間效益十分追求的汽車制造業(yè)來(lái)說(shuō)是再好不過(guò);
 
▎激光焊接能夠很好的實(shí)現(xiàn)不同車身材料以及不同厚度的板材之間的焊接,比如說(shuō)汽車領(lǐng)域最常用的車身材料,鍍鋅鋼板和鋁合金板的焊接;
 
▎由于激光焊接設(shè)備可方便地實(shí)現(xiàn)參數(shù)調(diào)節(jié),從而進(jìn)行自動(dòng)化加工,同一設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)切割、焊接、表面處理等多種加工工藝,降低了焊接成本。
 
總的來(lái)說(shuō),激光焊接的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在焊接能力和焊接質(zhì)量?jī)煞矫?,由于其光束能量高且集中,能在極小的空間內(nèi)對(duì)金屬、非金屬甚至是不同材料間進(jìn)行大深度比、快速焊接,且焊后的熱影響區(qū)小,結(jié)合強(qiáng)度高。
 
四、缺點(diǎn):氣孔、成本 
 
其實(shí)激光焊接并不是一種絕對(duì)完美的焊接技術(shù),單一的激光焊接技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中存在著一系列問(wèn)題。 
 
▎由于焊接速度快、能量高等特點(diǎn),在焊接時(shí)容易導(dǎo)致熔融氣體來(lái)不及逸出而形成疏松或氣孔等缺陷;
 
▎焊接時(shí)產(chǎn)生的等離子體云會(huì)對(duì)激光產(chǎn)生吸收和反射,這在影響焊接質(zhì)量的同時(shí)還會(huì)增加能耗;
 
▎激光焊接對(duì)尺寸精度和板料表面質(zhì)量要求高,前者我們可以從其焊接速度快、能量集中程度高來(lái)理解,而后者則是一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)原因。以鋁合金板件的激光焊接為例,由于鋁元素的電離能低且容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在焊接中的穩(wěn)定性差,容易造成焊縫污染以及焊接不連續(xù)現(xiàn)象。所以在實(shí)際生產(chǎn)中我們需要在焊前對(duì)鋁合金板表面進(jìn)行打磨,來(lái)增加其對(duì)激光能量的吸收,并輔助以保護(hù)氣體,防止氣孔出現(xiàn);
 
▎在汽車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部分圓柱體形狀的重疊焊接時(shí),激光焊接效果不如點(diǎn)焊;
 
▎成本和技術(shù)門檻,則是激光焊接另外兩塊短板。 
 
總之激光焊接并不是一種完美的焊接方式,這種焊接還在不斷地進(jìn)步升級(jí)階段,其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了很多復(fù)合焊接處理方法。以激光焊接在內(nèi)就有激光與電弧復(fù)合焊接、雙光束激光焊接、激光與感應(yīng)加熱復(fù)合焊接、激光與摩擦攪拌焊接以及激光與電、磁場(chǎng)復(fù)合焊接等等。
 
車聚小結(jié):
 
激光焊接好嗎?它對(duì)生產(chǎn)速度、車身質(zhì)量的提高有著重要的作用,從實(shí)際消費(fèi)者角度來(lái)說(shuō)也獲得了美觀性及密封性更好的車身;但是它確實(shí)也有成本、工藝控制要求等軟肋。未來(lái)復(fù)合焊接會(huì)是新的發(fā)展方向。
 
車聚君一向倡導(dǎo)對(duì)新技術(shù)新工藝采取理性淡定的態(tài)度,不要盲從宣傳,也無(wú)須徹底否定。這樣,甚至購(gòu)車時(shí)被車托忽悠的概率都會(huì)減小幾分呢。
 
還是那句話,技術(shù)并沒(méi)有絕對(duì)的好壞,“說(shuō)它是也是,說(shuō)它不是也不是”。

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