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激光技术在汽车工业中有那些应用?


近年来,激光技术在汽车工业中的应用日益普遍,据有关资料统计,欧美发达工业国家,有50%-70%的汽车零部件是用激光加工来完成的。我们且对激光在汽车制造中的应用,做初步的梳理。


 一、激光焊接

激光焊接具有如下特点:
①加热范围窄(集中)。
②作用区域和位置精确可控。
③热影响区小。
④焊接变形小,无需焊后矫形。
⑤非接触加工,无需对工件加压和表面处理。
⑥能实现异种材料焊接。
⑦焊接速度快。
⑧对外界无热影响、无噪音、无污染。

激光束照射在材料表面的直径为0.2-0.6mm,焊缝宽度在2mm以下。激光焊接的焊缝金属经快速凝固,其晶粒更加细小,可获得更高的强度。激光焊接可使车身的刚度提升30%。车顶盖与侧围的激光焊接,相比传统点焊工艺,车顶少了两条橡胶密封条,改善了车身的视觉效果。车身精度控制上的"一毫米工程"(白车身整车尺寸精度控制在±1mm内),由于激光焊接才成为现实。激光焊接加速了用冲压零件代替锻造零件的进程。采用激光焊接,以连续的激光焊缝代替离散的点焊缝,可以减少搭接宽度和一些加强部件,可以压缩车身结构件本身的体积。由此,可减少车身重量56kg。激光焊接的应用,实现了减重减排,契合了当今时代对环保的要求。激光焊接应用于不等厚板的拼焊,效益更加显著。这种技术将传统制造工艺--先冲压成零件,再点焊成整体--改造为:先将若干个不同厚度的零件焊接为整体,再冲压成形,减少了零部件的数量,材料利用更合理,结构功能显著提高。


激光焊接还可应用于点烟器、气门挺杆、汽缸垫、喷油嘴、火花塞、变速齿轮、半轴、传动轴、散热器、离合器、发动机排气管、增压器轮轴、安全气囊内胆、ABS等。



二、激光切割

激光切割较早应用于汽车零件的制造。汽车大型覆盖件的下料切边,挡风板等激光切割,需要3维切割机或机器人。以机器人+光纤激光器组成的柔性切割系统较为常见。


近年来,高强度钢因具有高减重潜力、高碰撞吸收能、高疲劳强度、高成型性及低平面各向异性等优势,成为汽车工业轻量化的主要材料。高强度钢热成型后,冲压工艺不再适宜,其轮廓和孔的裁切,推动了对激光切割的需求。


汽车内饰件多为非金属,因激光的非接触、精确定位、快速等特点,所以非常适合采用激光切割加工。比如,将车门镶板或门肩的废弃角料、后部注塑部件的多余部分切除。切割非金属不能用光纤激光器,而必须用CO2激光器,没有了光纤传输激光的便利,配用的机器人必须作专门的设计,将CO2激光束导光装置完全集成在机器人手臂中,使运动的机器人手臂能传输稳定的激光束。



三、激光打标

汽车零部件传统标记方式有:模具铸造、电腐蚀、不干胶、丝网印刷、气动标记等。激光打标技术从诞生以来就以其标记的清晰美观永不磨灭性得到迅速发展。


激光打标用于汽车零部件的优势在于:快速、可编程、非接触,持久。激光打标在汽车制造中应用广泛,如汽车零件、发动机、标签纸(柔性标签)等等。激光条码、二维码常用于汽车零部件追溯。二维码具有信息容量大、容错性强等优点。

汽车柔性标签专用激光打标机,针对汽车柔性标签的特点专门设计,用于下列各种标签的打标:车身、发动机、VIN码、条形码、车钥匙、油箱、安全气囊警示、轮胎压力、空调、冷却系统、车门标签等


以上是对激光技术在汽车工业中的应用综述,此外,还有激光大灯,激光雷达等就不一一详述。激光在汽车工业中的重要性愈益突显,并日益广泛深入地影响着我们的日常生活。


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