激光焊接、切割在汽車(chē)制造中的運(yùn)用

當(dāng)前階段，沖壓、焊接、涂裝和總裝是汽車(chē)制造中的四大環(huán)節(jié)。我國(guó)現(xiàn)有的汽車(chē)廠(chǎng)家焊接工藝中，手工焊接是當(dāng)前十分常見(jiàn)的技術(shù)手段。只有國(guó)內(nèi)一部分大型汽車(chē)制造公司，才會(huì)大量引用機(jī)器人焊接和先進(jìn)焊接技術(shù)。為了可以有效減少與汽車(chē)制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家的差距，我國(guó)必須要研發(fā)一些先進(jìn)的焊接技術(shù)，尤其是增強(qiáng)激光焊接技術(shù)的水平

當(dāng)前階段，沖壓、焊接、涂裝和總裝是汽車(chē)制造中的四大環(huán)節(jié)。我國(guó)現(xiàn)有的汽車(chē)廠(chǎng)家焊接工藝中，手工焊接是當(dāng)前十分常見(jiàn)的技術(shù)手段。只有國(guó)內(nèi)一部分大型汽車(chē)制造公司，才會(huì)大量引用。

機(jī)器人

焊接和先進(jìn)焊接技術(shù)。為了可以有效減少與汽車(chē)制造業(yè)

發(fā)達(dá)的國(guó)家的差距，我國(guó)必須要研發(fā)一些先進(jìn)的焊接技術(shù)，尤其是增強(qiáng)激光焊接技術(shù)的水平，才可以讓我國(guó)的汽車(chē)業(yè)在世界范圍內(nèi)處于占據(jù)有利的經(jīng)濟(jì)地位。為此，筆者在文中對(duì)激光焊接、切割技術(shù)在汽車(chē)制造中的運(yùn)用策略進(jìn)行了具體分析。

1 我國(guó)現(xiàn)階段激光焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

一汽大眾企業(yè)于90年代選擇在企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)的300多臺(tái)汽車(chē)中應(yīng)用激光焊接技術(shù)，主要應(yīng)用于底盤(pán)與車(chē)體的焊接。當(dāng)前階段，一汽大眾企業(yè)擁有的激光焊接技術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)排名前列。例如，工人在進(jìn)行焊接一汽大眾系列的汽車(chē)車(chē)門(mén)時(shí)，大多都采用激光焊接技術(shù)。不止因?yàn)榧す夂附蛹夹g(shù)可以有效減少噪音污染，還因?yàn)樗梢蕴嵘藗兊陌踩{駛意識(shí)和維護(hù)汽車(chē)駕駛的穩(wěn)定性。一汽大眾企業(yè)為了可以更加高效地鞏固車(chē)身的安全性，通常都會(huì)選用采用激光焊接的手法，有效加固汽車(chē)頂蓋與側(cè)面車(chē)身之間的焊接堅(jiān)固性，同時(shí)也在一定程度上淘汰過(guò)去傳統(tǒng)的電阻手工焊接的焊接模式。

我國(guó)現(xiàn)階段擁有的激光焊接技術(shù)，雖然在實(shí)際應(yīng)用上取得了一些優(yōu)異成績(jī)，但是仍然有許多工作人員在實(shí)際進(jìn)行激光焊接切割活動(dòng)中處于半知半解的狀態(tài)。而部分發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在研發(fā)與之相關(guān)的其他焊接新技術(shù)，如遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)。目前，在激光技術(shù)不斷革新發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，激光焊接技術(shù)已經(jīng)得到了諸多高級(jí)汽車(chē)制造企業(yè)的認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。

2 我國(guó)現(xiàn)階段激光切割技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

最近幾年，隨著我國(guó)三維激光切割技術(shù)的不斷健康發(fā)展，其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)工業(yè)行業(yè)中的應(yīng)用比率也在逐年增加，特別是在汽車(chē)行業(yè)和航天航空制造業(yè)中的應(yīng)用數(shù)據(jù)比值尤為突出。在我國(guó)現(xiàn)有的汽車(chē)工業(yè)中，三維激光切割技術(shù)通常被人們應(yīng)用于切割整體汽車(chē)車(chē)身的覆蓋件，其已經(jīng)可以取代過(guò)去傳統(tǒng)的汽車(chē)制造工業(yè)中的修邊模與沖孔模，制作流程也逐漸變得簡(jiǎn)單細(xì)化，具有十分顯著的時(shí)間周期短、切割效率高、切割寬度小、整體質(zhì)量高，還在一定程度上降低了經(jīng)濟(jì)成本，為我國(guó)汽車(chē)制造工業(yè)極大地縮減了時(shí)間，具有非常可行性和樂(lè)觀(guān)效益性的發(fā)展前景。

3 激光焊接、切割在汽車(chē)制造方面的具體應(yīng)用方法

（1）激光焊接技術(shù)的具體應(yīng)用方法。目前，我國(guó)現(xiàn)有的汽車(chē)制造行業(yè)中，被人們所熟識(shí)并廣泛應(yīng)用的還是焊接技術(shù)，主要包括激光焊接、MAG、電阻電焊以及CO2 等技術(shù)。由于汽車(chē)車(chē)身板料厚度的不同，在進(jìn)行實(shí)踐拼接過(guò)程中的難易程度也存在很大區(qū)別。工作人員一般都會(huì)選用激光焊接技術(shù)，不僅因?yàn)榇思夹g(shù)在進(jìn)行實(shí)際焊接過(guò)程中比較容易操作，而且焊接質(zhì)量也得到人們的廣泛認(rèn)可。工人在進(jìn)行汽車(chē)車(chē)身整體構(gòu)造的焊接活動(dòng)過(guò)程中，使用激光焊接技術(shù)不斷提升汽車(chē)整體構(gòu)造、內(nèi)部的堅(jiān)固性，并在一定程度上降低其經(jīng)濟(jì)成本。一汽大眾企業(yè)工作人員在進(jìn)行車(chē)體整體焊接的活動(dòng)過(guò)程中，主要采用偏光鏡來(lái)激發(fā)激光內(nèi)的強(qiáng)光，其中含有一個(gè)可以聚焦的儀器，可以自發(fā)地發(fā)出強(qiáng)光。車(chē)身零件在強(qiáng)光的照射下會(huì)立即融化，進(jìn)而高效地完成焊接工作。一汽大眾在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索探究后，利用激光進(jìn)行焊接的技術(shù)能力已經(jīng)達(dá)到了世界的領(lǐng)先地位。

（2）激光切割技術(shù)的具體應(yīng)用策略。在金屬零件加工過(guò)程中，通常都是應(yīng)用小批量多品種進(jìn)行代替沖壓。如果批量在5萬(wàn)以下的情況，就可以應(yīng)用激光切割技術(shù)來(lái)代替，以節(jié)約一定的經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下，我國(guó)現(xiàn)有的激光切割技術(shù)的切割精度可以達(dá)到0.1mm左右。此種激光切割技術(shù)的精度比應(yīng)用磨具的精度還要高出很多，此種切割技術(shù)主要被工作人員應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)。發(fā)達(dá)國(guó)家中有一家公司，科學(xué)合理地應(yīng)用激光切割技術(shù)進(jìn)行切割汽車(chē)樣車(chē)中的小批量鋼板零件，切割效果與質(zhì)量十分優(yōu)良。

由于具有加工靈活和保證質(zhì)量的工作特性，三維激光切割技術(shù)早在80年代就已經(jīng)開(kāi)始在汽車(chē)制造中被廣泛應(yīng)用。在進(jìn)行實(shí)際切割過(guò)程中，只需要運(yùn)用平直的支撐塊來(lái)支撐工件。為此，其夾具的制作不僅需要的資金成本低，而且迅速。由于CAD/CAM技術(shù)的相互融入，切割過(guò)程中比較容易控制，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)和加工活動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效化的切割生產(chǎn)。

在進(jìn)行實(shí)際切割車(chē)身板材過(guò)程中，所需要運(yùn)用的激光器主要分為兩大類(lèi)，即CO2 激光器和Nd:YAG激光器。激光器的功率為100～1500W，因?yàn)樽陨砉β市∮?500W的激光器，其振動(dòng)模式為單模，切縫寬度為0.1～0.2mm，切割面也比較整潔；而輸出功率大于1500W時(shí)，激光器的振動(dòng)模式為多模，割縫寬度接近1mm，其切割面質(zhì)量比較差。因?yàn)镹d:YAG的激光可以通過(guò)光導(dǎo)纖維輸送的方式，所以更加靈活輕便，比較適用于機(jī)器人手執(zhí)激光“噴嘴”配程序控制，進(jìn)行精準(zhǔn)無(wú)誤的操作。為此，在三維切割活動(dòng)時(shí)大多采用這種技術(shù)。

4 激光遠(yuǎn)程焊接技術(shù)的應(yīng)用

由于傳統(tǒng)的激光焊接系統(tǒng)，在焊接的位置之間快速移動(dòng)速度相對(duì)較低。因此，在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，它很難真正實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)要求。這一缺點(diǎn)在焊點(diǎn)分部多的復(fù)雜三維零件上的應(yīng)用活動(dòng)中，顯得尤為突出。高光速的質(zhì)量、高功率的新型盤(pán)形激光器與光纖激光器的共同應(yīng)用推廣，為當(dāng)前的激光遠(yuǎn)程焊接技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)而有力的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前階段的遠(yuǎn)程激光焊接，正在逐漸成為一種可以替代傳統(tǒng)汽車(chē)車(chē)身應(yīng)用中的電阻點(diǎn)焊的一種方法。遠(yuǎn)程激光焊接的技術(shù)發(fā)揮了單側(cè)、非接觸式激光焊接，帶來(lái)的技術(shù)手段與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)將其與高速掃描鏡片帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行有機(jī)融合，極大地縮短了焊接時(shí)間，在整個(gè)焊接流程中提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)最為明顯。遠(yuǎn)程激光焊接技術(shù)仍在發(fā)展中，系統(tǒng)也正在不斷被優(yōu)化，從而滿(mǎn)足當(dāng)代用戶(hù)生產(chǎn)中的實(shí)際需求。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的供應(yīng)商正努力降低其高昂的初始設(shè)備投資和夾具復(fù)雜性所帶來(lái)的影響。隨著我國(guó)激光技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)不斷進(jìn)行更高的光束質(zhì)量、更短波長(zhǎng)激光器、高效率傳輸光纖及鏡片導(dǎo)光方式的研制，以此最大化激光使用的時(shí)間，進(jìn)而獲得更高質(zhì)量的焊縫和更高產(chǎn)量的生產(chǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，激光焊接技術(shù)已經(jīng)成為各大汽車(chē)企業(yè)的一種必備技術(shù)。汽車(chē)工業(yè)正在逐漸步入依據(jù)用戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行模塊形式生產(chǎn)的全新階段。過(guò)去傳統(tǒng)的汽車(chē)制造工藝必然無(wú)法全部滿(mǎn)足人們對(duì)生產(chǎn)方式的需求，這也為激光焊接、切割技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)空前的機(jī)遇。為此，企業(yè)在廣泛應(yīng)用激光焊接、切割技術(shù)時(shí)，還需要不斷關(guān)注激光焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而再次進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)，以此不斷推動(dòng)中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。