推進(jìn)整車輕量化進(jìn)程，盡顯激光技術(shù)的安全分寸

“汽車輕量化”的意義不只是簡(jiǎn)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。

引言

“汽車輕量化”的意義不只是簡(jiǎn)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。

——應(yīng)用部經(jīng)理，張婧博士

汽車輕量化進(jìn)程及應(yīng)用趨勢(shì)

整車設(shè)計(jì)的考量

安全丨安全要求持續(xù)提升

排量丨油耗/排放要求提高

性能丨整車性能要求提升

                      輕量化設(shè)計(jì)

輕量化途徑

輕量化材料：高/超高強(qiáng)度鋼,鋁,鎂,復(fù)合材料

改設(shè)計(jì)及連接工藝實(shí)現(xiàn)減重

EV

激光焊接特點(diǎn)

激光焊熱量集中

=> 適于焊接對(duì)熱輸入敏感的高強(qiáng)度材料(高強(qiáng)鋼, 鋁合金)

=> 薄板材料焊接變形小

單面焊接工藝&焊縫尺寸小

=>工件尺寸減小

=>可減小甚至取消法蘭(板/管)

輕量化設(shè)計(jì)

光纖激光在汽車白車身上的應(yīng)用

高強(qiáng)度鋼——激光焊拼焊板

不同強(qiáng)度、異厚度板組合焊接后沖壓

在撞擊區(qū)域具有最高強(qiáng)度最低塑性，在撞擊緩沖區(qū)具有更低強(qiáng)度，高塑性

通過(guò)使用AHSS激光拼焊板，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重>20%

高強(qiáng)度鋼管/框架結(jié)構(gòu)焊接

單側(cè)焊接，施焊容易（vs RSW）

低熱輸入= 焊后性能優(yōu)（相比弧焊）

高強(qiáng)度鋼——激光側(cè)圍焊接

34 道遠(yuǎn)程激光焊縫，側(cè)圍內(nèi)板

材料包括DP800, DP1000, Boron Steel

側(cè)圍外板，單側(cè)79 道焊縫

鋁合金激光焊接應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)

By 2025 EPA mandate deadline, 預(yù)期25% 的車身及覆蓋件為鋁；閉合件(門, 引擎蓋,行李箱) 對(duì)鋁的應(yīng)用最前端

高焊接速度+小熱輸入

白車身常用鋁合金：5系，6系，鑄件

更短的近IR波長(zhǎng)，高的功率密度

一些鋁適于自熔焊，一些要求填絲避免熱裂紋的產(chǎn)生

Cadillac CT6 鋁合金行李蓋

鋁合金焊接，A等級(jí)表面-激光填絲焊

取消了焊后邊緣修飾遮蓋電阻焊焊點(diǎn)工序

光纖激光在汽車零部件上的應(yīng)用

                                        1粘性阻尼器

 2同步環(huán)

3太陽(yáng)輪、齒圈

4行星齒輪架

5飛輪

6差動(dòng)齒輪

        過(guò)去的零部件很多都是用二氧化碳激光加工，現(xiàn)在固體的激光器取代二氧化碳，這是零部件焊接的一個(gè)趨勢(shì)，特別是對(duì)于北美市場(chǎng)很多新的燃油傳動(dòng)裝置開始慢慢進(jìn)入市場(chǎng)，會(huì)考慮用一些新的更經(jīng)濟(jì)更可靠的方法取代原有設(shè)備。通過(guò)大量驗(yàn)證最終得出采用光纖激光器取代二氧化碳不但可以得到非?？煽康暮附淤|(zhì)量，而且取消了氦氣保護(hù)步驟，極大的節(jié)省了成本。

這些部件看起來(lái)似乎比較簡(jiǎn)單，因?yàn)椴皇卿X、鎂或者復(fù)合材料等比較新型的材料，但其實(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的材料也是不斷在升級(jí)的，越來(lái)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(shuō)焊接的時(shí)候，裂紋的敏感性還是非常高，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)采取比較好的配置。

光纖激光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，還有工藝的魯棒性要求，都是非常高。

動(dòng)力電池光纖激光焊接應(yīng)用

這些部件看起來(lái)似乎比較簡(jiǎn)單，因?yàn)椴皇卿X、鎂或者復(fù)合材料等比較新型的材料，但其實(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的材料也是不斷在升級(jí)的，越來(lái)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(shuō)焊接的時(shí)候，裂紋的敏感性還是非常高，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)采取比較好的配置。

光纖激光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，還有工藝的魯棒性要求，都是非常高。

動(dòng)力電池光纖激光焊接應(yīng)用

    除車身外，動(dòng)力電池方面有比較成熟的案例，每個(gè)應(yīng)用都有相應(yīng)的款型去推薦。硬包電池的防爆閥、極柱、軟連接，殼體封口，注液孔，模組，都有相應(yīng)的推薦配置。軟包電池相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)沒有特別出臺(tái)，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(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)，這樣的話可以可以更好的服務(wù)于國(guó)內(nèi)電池客戶。