现在的日常出行基本离不开汽车,尤其是在疫情泛滥的现在,汽车几乎成为了生活里的刚需品,汽车的安全与性能还有颜值,是用户最关心的几个方面,汽车厂商为了追求汽车的轻量化和安全性,热成型高强钢是汽车零部件的关键材料之一。
1、热成型高强钢的优点
热成型高强钢的优势在于:具有超高强度,能提高车身的安全性、改善冲压成形性,一般用在车身的关键部位,比如车门防撞板。前后保险杠、A/B柱、中央通道、上下防火板等。这些热成型钢把驾驶舱包裹成一个坚固的笼型,这样在发生碰撞时车身不易变形,可以更好的保护车内乘员的安全。一般越高级的汽车,热成型钢用的越多,相应的车身也就越坚固。
2、热成型高强钢焊接难点
高强钢通过一系列的热成型处理后,强度增高,对于切割工艺就是一个挑战,不仅如此,热成型的高强钢表面有一层铝硅涂层,提高了零部件的抗腐蚀能力,但对于焊接工艺来说,是及其不利的,铝硅涂层的导电性能非常不好,然而传统的电阻焊的焊接原理是将被焊零件的焊接位置熔化,让原子永久性结合在一起。
由于电阻点焊的过程复杂,材质、参数、工艺因素等影响接头质量的因素交织在一起,给质量控制带来了一定的难度。热成型件的大量使用也暴露除了工艺的缺点,特别是焊点毛刺、飞溅等。严重影响焊点外观和生产效率。解决这些问题,是提高焊接性能,保证焊接质量的关键。
3、激光焊接在汽车中的应用
汽车制造行业拥有广泛的焊接技术,如激光焊接、MAG、电阻焊、MIGTIGCO等技术。但由于板材厚度不同,粘接技术难度较大,通常采用激光焊接技术比较容易。
激光束的穿透强度不同,可以细分为高热熔融穿透激光焊和热传导熔透焊。熔透材料焊接这种技术可以使经过焊接后的材料内部熔化更彻底。热传导材料焊接技术是通过利用热传导技术产生的一种高温效应使已经焊接后的材料被热熔化而成来达到一种焊接加工目的。
3.1车身焊接
汽车工业中的激光焊接大部分都用在车身冲压零件的装配和连接上,主要包括车顶盖、行李箱盖还有车架的激光焊接,另一个比较重要的就是车身激光焊接,是关于车身结构件,包括车门、车身侧围框架及立柱等,使用激光焊接可以提高车身强度,解决常规电阻点焊的难题。对于一辆车身结构整体内部结构的复合焊接,如车辆顶盖与车身底盘的整体焊接,采用了微激光整体焊接等新技术,提高了车辆整体車身结构的焊接刚性,车身整体性更强,生产成本减少。
3.2不等厚激光拼焊板
车身制造采用不等厚激光拼焊板可减轻车身重量、减少零件数量、提高安全可靠性及降低生产成本,不过这个对于焊接工艺的要求极高。
3.3还有齿轮及传动部件焊接
除此之外,变速箱的多种零件都可以在这台设备上完成焊接加工,特别是轿车变速箱中的差速器壳和驱动轴等,经常是单个零件生产完毕后再互相接合并焊接而成。
4、激光焊接汽车车身的特点
4.1非接触式加工
激光焊接在汽车制造中最重要的优点体现在先进的非接触式加工方式。靠螺丝紧固、胶粘连接等传统加工方法并不能满足现代汽车制造中对精密性和坚固性的要求,并且新材料的应用,也让传统加工方法略显劣势。激光焊接是无接触性的,在加工过程中,可以不触碰产品就能实现精密焊接,在连接的坚固性、无缝性、精密性和清洁性上实现了工艺的跨越式进步,为汽车的进步提供了更多的可能性。
4.2激光焊接提升汽车轻量化
采用激光焊接可以在汽车制造中用更多的冲压件代替铸造件,用连续的激光焊缝代替分散的点焊缝,可以减少搭接宽度和一些加强部件,降低车身结构本身的体积,从而减少了车身的重量,满足了汽车节能减排的要求。
4.3提升车身装配精度和刚度
一辆汽车的车身加底盘共有数百上千种零件,如何将其连接在一起对整车车身的刚性有着直接的影响,采用激光焊接几乎可以把所有不同厚度、牌号、种类和等级的金属材料连接在一起,焊接的精度和车身的装配精度大大提高,车身刚度提升30%以上,从而提高了车身的安全性。
4.4激光混合焊接提升工艺稳定性
与纯激光焊接技术相比,利用激光混合焊接技术可大大提高钣金件缝隙的连接能力,从而可以更加充分地利用激光高速焊接时电弧焊接的工艺稳定性。此外,采用激光焊接还可以降低汽车车身制造过程中的冲压和装配成本,缩短生产周期,减少零件的数量,提高了车身一体化程度。
如今激光焊接应用于汽车车身生产已经成为一种趋势,激光焊接技术前景激光焊接技术对传统的汽车焊接工艺带来了冲击性的影响,各大汽车公司对此都抱有十分积极的态度,采用新技术就意味着更强的竞争力,在如今越来越激烈的市场,竞争力就等于市场份额。
激光拼焊较高的经济价值对车企有很大的诱惑,未来激光拼焊工艺将在汽车制造中有很大的发展空间,也会逐步应用在车身焊接上以取代传统的焊接工艺。高自动化、高智能化的生产线正在推动着车企替换原有的传统焊接工艺,同时推动汽车制造步入全自动化的生产制造。激光拼焊不仅仅用于结构件的焊接,还将随着技术水平的提升及高精密检测仪器的使用,逐步应用于覆盖件的制造。减少模具的开发成本及降低车企开发的投资成本,为车企创造更多的经济价值。