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激光技術在汽車工業中有那些應用?


近年來,激光技術在汽車工業中的應用日益普遍,據有關資料統計,歐美發達工業國家,有50%-70%的汽車零部件是用激光加工來完成的。我們且對激光在汽車制造中的應用,做初步的梳理。


 一、激光焊接

激光焊接具有如下特點:
①加熱范圍窄(集中)。
②作用區域和位置精確可控。
③熱影響區小。
④焊接變形小,無需焊后矯形。
⑤非接觸加工,無需對工件加壓和表面處理。
⑥能實現異種材料焊接。
⑦焊接速度快。
⑧對外界無熱影響、無噪音、無污染。

激光束照射在材料表面的直徑為0.2-0.6mm,焊縫寬度在2mm以下。激光焊接的焊縫金屬經快速凝固,其晶粒更加細小,可獲得更高的強度。激光焊接可使車身的剛度提升30%。車頂蓋與側圍的激光焊接,相比傳統點焊工藝,車頂少了兩條橡膠密封條,改善了車身的視覺效果。車身精度控制上的"一毫米工程"(白車身整車尺寸精度控制在±1mm內),由于激光焊接才成為現實。激光焊接加速了用沖壓零件代替鍛造零件的進程。采用激光焊接,以連續的激光焊縫代替離散的點焊縫,可以減少搭接寬度和一些加強部件,可以壓縮車身結構件本身的體積。由此,可減少車身重量56kg。激光焊接的應用,實現了減重減排,契合了當今時代對環保的要求。激光焊接應用于不等厚板的拼焊,效益更加顯著。這種技術將傳統制造工藝--先沖壓成零件,再點焊成整體--改造為:先將若干個不同厚度的零件焊接為整體,再沖壓成形,減少了零部件的數量,材料利用更合理,結構功能顯著提高。


激光焊接還可應用于點煙器、氣門挺桿、汽缸墊、噴油嘴、火花塞、變速齒輪、半軸、傳動軸、散熱器、離合器、發動機排氣管、增壓器輪軸、安全氣囊內膽、ABS等。



二、激光切割

激光切割較早應用于汽車零件的制造。汽車大型覆蓋件的下料切邊,擋風板等激光切割,需要3維切割機或機器人。以機器人+光纖激光器組成的柔性切割系統較為常見。


近年來,高強度鋼因具有高減重潛力、高碰撞吸收能、高疲勞強度、高成型性及低平面各向異性等優勢,成為汽車工業輕量化的主要材料。高強度鋼熱成型后,沖壓工藝不再適宜,其輪廓和孔的裁切,推動了對激光切割的需求。


汽車內飾件多為非金屬,因激光的非接觸、精確定位、快速等特點,所以非常適合采用激光切割加工。比如,將車門鑲板或門肩的廢棄角料、后部注塑部件的多余部分切除。切割非金屬不能用光纖激光器,而必須用CO2激光器,沒有了光纖傳輸激光的便利,配用的機器人必須作專門的設計,將CO2激光束導光裝置完全集成在機器人手臂中,使運動的機器人手臂能傳輸穩定的激光束。



三、激光打標

汽車零部件傳統標記方式有:模具鑄造、電腐蝕、不干膠、絲網印刷、氣動標記等。激光打標技術從誕生以來就以其標記的清晰美觀永不磨滅性得到迅速發展。


激光打標用于汽車零部件的優勢在于:快速、可編程、非接觸,持久。激光打標在汽車制造中應用廣泛,如汽車零件、發動機、標簽紙(柔性標簽)等等。激光條碼、二維碼常用于汽車零部件追溯。二維碼具有信息容量大、容錯性強等優點。

汽車柔性標簽專用激光打標機,針對汽車柔性標簽的特點專門設計,用于下列各種標簽的打標:車身、發動機、VIN碼、條形碼、車鑰匙、油箱、安全氣囊警示、輪胎壓力、空調、冷卻系統、車門標簽等


以上是對激光技術在汽車工業中的應用綜述,此外,還有激光大燈,激光雷達等就不一一詳述。激光在汽車工業中的重要性愈益突顯,并日益廣泛深入地影響著我們的日常生活。


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