汽車行業(yè)運用激光焊接技術(shù)始于德國,20世紀80年代,德國奧迪、奔馳、大眾、瑞典的沃爾沃等歐洲汽車制造廠率先采用激光焊接車頂、車身、側(cè)框等鈑金焊接。1990年代,美國通用、福特和克萊斯勒公司競相將激光焊接引入汽車制造,盡管起步較晚,但發(fā)展很快。
隨之,意大利菲亞特在大多數(shù)鋼板組件的焊接裝配中采用了激光焊接,日本的日產(chǎn)、本田和豐田汽車公司也在制造車身覆蓋件中使用了激光焊接工藝,從此,高強鋼激光焊接裝配件因其性能優(yōu)良在汽車車身制造中使用得越來越多。
汽車市場火爆帶動激光焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展
隨著我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,眾多行業(yè)對產(chǎn)品焊接品質(zhì)的要求不斷提高,在此背景下,激光焊接在眾多行業(yè)中的應用普及率不斷上升,特別是金屬材料與零部件的加工制造,其滲透率處于較高水平。目前,汽車工業(yè)是我國激光焊接的重要應用市場。
無論是前期出臺的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》,還是《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021- 2035年)》都釋放出一個重要的信號:電動汽車是國家既定產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略,政策層面推動其持續(xù)、健康發(fā)展的方向不會動搖。這些政策正在從多個維度力促健康、有序發(fā)展,并將長期利好新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2015年我國成為新能源汽車銷售第一大國。現(xiàn)在,我國新能源汽車銷量始終保持穩(wěn)步上升趨勢。隨之國內(nèi)新能源汽車生產(chǎn)與鋰電池行業(yè)迅猛發(fā)展。據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)計,2021年上半年我國新能源汽車銷量超120萬輛,動力電池裝車量累計52.5GWh,累計銷量已與2019年全年水平持平,新興動能正持續(xù)擴大。
時下,全球汽車產(chǎn)業(yè)電動化的速度不斷加快,各國政府提供消費者購車補助等政策支持,刺激全球新能源車銷售表現(xiàn)持續(xù)上升。美國銀行全球研究部預測,2025-2040年全球包括純電動汽車(BEVs)和插電式混合動力汽車(PHEVs)在內(nèi)的所有電動汽車的全球滲透率將從23%上升至67%。
全球新興能源市場調(diào)研機構(gòu)SNE Research預測,全球新能源汽車銷量2025年有望達到1500萬輛規(guī)模,2030年全球電動車銷量達到2300萬輛,市場容量增長有望超過十倍,強大的新能源汽車市場將加速激光焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
激光焊接技術(shù)在汽車零部件的應用
一輛汽車約由2萬個零部件組裝而成,其中鐵制零件占絕大多數(shù),雖然統(tǒng)稱為鐵,但是構(gòu)成車體框架的車架和塑造車型的車身部分使用的是鋼板、變速器等箱體部分使用的是將鐵熔化并注入模具做成的鑄件。因此,焊接工序在汽車生產(chǎn)加工過程中是一項不可或缺的工序,比如車架、車身、車廂、發(fā)動機、汽車齒輪、車頂、車門、汽車座椅滑動件、汽車安全氣囊內(nèi)膽、排汽管、汽車離合器等都離不開焊接技術(shù)。
對比傳統(tǒng)電阻焊接、二氧化碳氣體保護焊等傳統(tǒng)焊接技術(shù),激光焊接技術(shù)在新型合金材料中效果優(yōu)越。其具備的焊接速度快、質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、焊縫深寬比大、光亮美觀、熱輸入小、焊接熱影響區(qū)小、焊接不易變形等優(yōu)點,使其在汽車零部件加工方面有著效率、經(jīng)濟、安全、強度、高腐蝕等良好性能,能實現(xiàn)汽車配件的拼焊、疊焊、車身焊和零件焊接,有效降低車身重量、提高車身裝配精度、增加車身強度、降低汽車車身制造過程中的沖壓和裝配成本。
聯(lián)贏激光憑借著在激光焊接領(lǐng)域的探索,將先進激光飛行焊、激光填絲焊、WOBBLE焊接、多波長藍光復合焊接技術(shù)和多波長藍光擺動復合焊接技術(shù),應用到汽車發(fā)動機排氣歧管、氣缸墊片、高壓歧管、氧傳感器、變速箱撥叉、半殼組件、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向支架、導向管、轉(zhuǎn)向輪總成等眾多汽車零部件中,通過與現(xiàn)代汽車制造進行完美結(jié)合,為未來汽車輕型化發(fā)展提供更多優(yōu)質(zhì)方案。
聯(lián)贏激光汽車轉(zhuǎn)向支座激光焊接線
UW汽車零部件部分解決方案
目前,聯(lián)贏激光在汽車行業(yè)擁有雙極板焊接自動線、汽車白車身頂激光釬焊工作站、鈑金不等厚板拼接工作站、汽車導向管支架激光焊接工作站、汽車排氣歧管焊接工作站、汽車撥叉和換擋軸激光焊接工作站、新能源電池箱蓋激光清洗站燃油分配管焊接工作站、轉(zhuǎn)向支座自動化生產(chǎn)線等。UW希望通過豐富的應用案例經(jīng)驗及專業(yè)技術(shù),幫助廠商輕松實現(xiàn)智能制造。
1.汽導向管架激光焊接作站
適用汽車導向管安裝支架等汽車零部件激光焊接
行業(yè)應用難點:工件焊道為角接焊縫,要求焊道有效熔深達板厚80%;工件表面有大量的防銹油,不利于焊接;
聯(lián)贏激光支招:
1.焊接時出光角度與工件邊緣盡量貼近在20度左右;
2.夾具工裝設(shè)計保證夾緊強度時盡量避免與工件及激光干涉;
3.選取合適的入射角度,不斷優(yōu)化激光功率,焊接速度,離焦量等工藝參數(shù);
4.可選配激光清洗,清除表面油污氧化物等,利于更好的焊接品質(zhì)。
2.汽撥叉和換檔軸激光焊接工作站
行業(yè)應用難點:
產(chǎn)品的總成組成零件較多,需要分多道工序進行焊接;
工件表面油污焊接容易起氣孔。
聯(lián)贏激光解密
1.選用機器人,配備多套自動焊接夾具;
2.全封閉焊接防護房,配備房體除塵系統(tǒng),確保人工操作區(qū)域安全無污染;
3.新能源汽電池箱蓋激光清洗站
該設(shè)備應用于新能源電池箱蓋電泳漆涂層的激光清洗,對應108個圓孔邊緣直徑10mm范圍的漆層。清洗涂層厚度保證在0.035mm,使用振鏡配套高精度機器人加激光測距儀控制清洗焦距。實現(xiàn)100%優(yōu)率保證清洗的精度,且不損傷電泳涂層下的鍍鋅層。
優(yōu)勢特點
·采用專用鋁合金激光房體,拆卸維護方便,外觀美觀,設(shè)備輕量化;
·設(shè)備可放置于2樓,有效減少占地面積;
·使用彈片夾具結(jié)構(gòu),實現(xiàn)多達108個緊湊位置獨立壓緊。
4.汽車轉(zhuǎn)向支座激光焊接線
優(yōu)勢特點
·焊接站采用工業(yè)PLC控制;
·集成自動化打標、涂油、鉚壓、焊接、檢測等工序,實現(xiàn)一體化線體生產(chǎn);
·采用進口煙霧凈化器,將焊接過程所產(chǎn)生的煙塵及飛濺吸收到凈化器內(nèi)部過濾,保證作業(yè)人員的健康;
·房體全封閉式焊接,透視窗觀察,所有維護門與設(shè)備聯(lián)鎖(即正常工作期間,打開后設(shè)備自動停止),全方位保證作業(yè)人員安全;
·CCD影像自動監(jiān)視系統(tǒng),方便實時觀測焊接狀況;
·采用2軸變位機實時變位,迅速調(diào)整角度,振鏡焊接;
·夾具采用快換裝置,實現(xiàn)人工上件,焊接位置固定的快速切換,達到高速的生產(chǎn)節(jié)拍。
5.汽車座椅背板激光焊接
行業(yè)應用難點:
激光飛行焊效率高,機器人往往需要等待人工上件,節(jié)拍不高;
激光焊安全等級要求較高時,需要防輻射,轉(zhuǎn)臺機構(gòu)運動邊緣防護困難;
激光焊接需要保證極小的間隙,工件間隙保證困難;
聯(lián)贏激光解密
1.可采用多旋轉(zhuǎn)臺工位,降低上下料節(jié)拍,提升激光焊利用率,提高節(jié)拍;
2.轉(zhuǎn)臺防護板邊緣采用圓弧型面,形成良好的防護效果;
3.采用密集的工裝設(shè)計,在焊縫附近增加足夠的壓塊,保證足夠壓緊力以消除工件間的間隙。
6.汽排氣管焊接工作站
7.燃油分配管焊接工作站
8.車門激光焊接
汽車零部件焊接采用高功率激光焊代替其他焊接方法,零件焊接部位變形很小,連接精度高,焊接速度快,連接強度高,而且不需要焊后熱處理。目前,聯(lián)贏激光已與多家汽車主機廠以及汽車零部件廠商都有良好合作。
根據(jù)國家《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》,2025年較2015年減重20%、2030年較2015年減重35%。汽車輕量化是未來我國汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的必然選擇,激光焊接作為節(jié)能汽車和新能源汽車的共性核心技術(shù),輕量化存在巨大的市場空間。
除此之外,使用激光焊接還可以節(jié)省汽車生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。隨著全球汽車市場需求的擴大,在汽車智能化進程加速推進的同時,先進激光加工技術(shù)與汽車生產(chǎn)的結(jié)合成為大勢所趨。未來,隨著汽車尤其是新能源汽車的需求量不斷提升,對于生產(chǎn)線中激光焊接的需求量也將不斷提升,市場空間廣闊。
聯(lián)贏激光新能源汽車事業(yè)部專注于動力電池模組、PACK項目和汽車配件項目兩大設(shè)備系統(tǒng)的研發(fā)。依托公司在新能源領(lǐng)域業(yè)務與技術(shù)優(yōu)勢,著力于助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)的升級與轉(zhuǎn)型。目前,事業(yè)部有數(shù)百余名方案規(guī)劃、項目設(shè)計、程序設(shè)計人員,擁有專利技術(shù)20多項。擁有方殼電池模組、軟包電池模組、圓柱電池模組產(chǎn)品線,汽車配件項目擁有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、汽車座椅、發(fā)動機、變速箱、白車身等產(chǎn)品線。
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