鈑金行業(ye) 現狀和地位

作為(wei) 為(wei) 國民經濟發展和國防建設提供技術裝備的基礎性、支柱性產(chan) 業(ye) ，鈑金加工業(ye) 目前已成為(wei) 我國規模最大的產(chan) 業(ye) 門類之一。近年來隨著國內(nei) 機械製造行業(ye) ，通訊電子，精密儀(yi) 器、汽車和造船等行業(ye) 的逐步興(xing) 起，也帶動鈑金加工行業(ye) 的快速發展。目前國內(nei) 在經濟發展較快的地區和製造業(ye) 發達地區都出現了鈑金行業(ye) 集群；在珠江三角洲，長江三角洲，和環渤海經濟區，都出現了規模龐大的產(chan) 業(ye) 集群，已經形成了當地的一個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈。

鈑金加工行業(ye) 目前普遍引入了加工配送的理念，采用原材料采購－切割（衝(chong) 裁）下料－折彎成形-焊接－打磨－噴塗－包裝－配送一體(ti) 化服務，免去了製造企業(ye) 采購原材料、運輸等繁雜程序，從(cong) 而使製造企業(ye) 更加專(zhuan) 注於(yu) 新技術的開發和市場動向的研究，從(cong) 而反過來推動了製造行業(ye) 的發展。

鈑金行業(ye) 現狀和麵臨(lin) 的問題

目前鈑金加工行業(ye) 處於(yu) 加快發展時期，通過引進國內(nei) 外高技術柔性鈑金加工裝備，比如激光切割機，數控衝(chong) 床和高精度折彎機，行業(ye) 技術水平較幾年前已經明顯提高。但是，作為(wei) 鈑金加工無法避免的一個(ge) 環節 － 焊接，普遍還是采用氬弧焊和氣保焊，由於(yu) 焊接時熱輸入量很大，容易導致工件變形，無法滿足高精度要求的產(chan) 品；一般需要打磨等後處理工藝，耗時耗力，隨著人工成本日益高漲，打磨的成本已經成為(wei) 必須要控製的環節；工作環境中產(chan) 生粉塵對人的身體(ti) 有一定傷(shang) 害，也使得工人望而生畏不能在這一崗位長期工作，特別是90後的年輕人不願意學鈑金工，未來幾年鈑金行業(ye) 將麵臨(lin) 人才短缺的危機。一個(ge) 典型的鈑金加工廠，花在焊接和打磨上的工時占到所有工時的50％～70％，鈑金行業(ye) 需要提高工藝水平，降低生產(chan) 成本，吸引人才，提高企業(ye) 競爭(zheng) 力，必須要從(cong) 根本上改善焊接工藝。目前在鈑金行業(ye) 比較發達的德國等國家，自動化激光焊接工藝已經被普遍采用。

激光焊接的特點和優(you) 勢

　激光焊接作為(wei) 一種高質量、高精度、低變形、高

效率和高速度的焊接方法,日益受到人們(men) 的關(guan) 注. 目前已經廣泛應用在汽車，鋼鐵，電子，船舶製造等各個(ge) 行業(ye) 。 激光焊接主要有以下幾個(ge) 特點：

1、激光焊接熱輸入量少，熱影響區域較小，不容易引起變形，可進行精密加工；

2、焊點小，焊縫窄，整齊美觀，焊後無需處理或隻需簡單處理工序，大大降低了後處理工序，提高工作效率和成功率。

3 焊接速度快，提高生產(chan) 效率；

4、激光通過光纖傳(chuan) 導，激光焊接過程易於(yu) 實現自動化焊接，重複性好，降低人為(wei) 因素導致的誤差。

5． 一台激光器支持多路輸出行程激光網絡，提高激光器的駕動率和生產(chan) 效率，如圖一所示。#p#分頁標題#e#

圖一：通快激光網絡提高激光器駕動率

適用於(yu) 鈑金加工的激光器

目前用於(yu) 材料加工的激光器種類有二氧化碳激光器，燈泵浦YAG激光器，碟片激光器，光纖激光器和直接二極管激光器。沒有任何一種激光器能夠勝任所有材料加工，需要根據具體(ti) 的加工要求選擇合適的激光器。如圖二所示，不同的激光應用對於(yu) 激光功率和光束質量的要求各不相同：

圖二：不同的激光加工：對光束質量/功率的要求不同

對於(yu) 鈑金的激光焊接主要有兩(liang) 種方式：遠程掃描焊接和傳(chuan) 統焊接。遠程掃描焊接通過機器人帶動振鏡頭在工件上方移動，而激光束運動是通過振鏡掃描來完成。工作距離遠，需要較高的光束質量。

遠程掃描焊接焊接效率高，適用於(yu) 大規模生產(chan) ，目前在汽車鈑金行業(ye) 應用非常廣泛，所使用的激光器主要是通快公司的4kW～6kW的碟片式激光器，光束質量為(wei) 8mm*mrad. （圖三）

但是對於(yu) 主要為(wei) 機械製造配套的鈑金加工來說，往往麵臨(lin) 數量少，樣式多，結構複雜的特點，則還是要采用常規的激光焊接方式－機器人帶動標準聚焦鏡頭，光束運動通過機器人運動來實現。如圖四所示。采用這種方式焊接不鏽鋼，采用惰性氣體(ti) （一般為(wei) 氬氣或氮氣）保護進行熱傳(chuan) 導焊接，可以得到非常光亮的焊接表麵，一般情況下不需要打磨等後續環節。對於(yu) 常規焊接，采用標準聚焦鏡頭，並不需要很好的光束質量，目前最理想的用於(yu) 常規激光焊接的激光器是直接二極管激光器。通快公司的2kW直接二極管激光器TruDiode2006光束質量為(wei) 30mm*mrad，插頭效率接近40％，二極管模塊采用被動冷卻方式，已經不再是消耗品。目前在國內(nei) 外TruDiode激光器已經成功應用於(yu) 鈑金件的三維焊接。

圖三：通快4kW碟片式激光器用於(yu) 遠程掃描焊接

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圖四：通快直接二極管激光器TruDiode用於(yu) 常規焊接

激光焊接用於(yu) 鈑金加工的成本效益分析

激光焊接工藝的初期投資成本較高。 激光焊接應用於(yu) 高度自動化，大規模量產(chan) 的行業(ye) 已經證明是非常成功的，能夠大大提高生產(chan) 效率，提升產(chan) 品質量並降低單件成本。但是，在中小規模的鈑金加工企業(ye) ，由於(yu) 經常麵對的情況是款式多，數量少，很多人擔心成本效益的問題，所以大多數人還是采用氬弧焊的方式。從(cong) 運行成本來說，氬弧焊的具有較低的夾具費用和操作費用，但是後續打磨需要大量工時。隨著中國沿海地區逐步告別低勞動成本時代，打磨環節的費用會(hui) 越來越大。實際上，如果加工的產(chan) 品數量達到一定規模，激光焊接的成本並不一定比氬弧焊成本高。下麵就以圖五所示的樣品計算氬弧焊和激光焊的成本。

圖五：不鏽鋼樣品：氬弧焊和激光焊

表一：不同批量的產(chan) 品用於(yu) 氬弧焊和激光焊成本比較

	氬弧焊			激光焊(TruDiode2006)
焊接夾具費用        [￥]	500.00			2000.00#p#分頁標題#e#
一次編程費用        [￥]	0.00			1000.00
準備時間            [min]	5.00			15.00
焊接時間            [min]	15.00			2.00
打磨時間            [min]#p#分頁標題#e#	30.00			0.00
打磨材料費用        [￥/pc]	1.00			0.00
批量	10.00	50.00	100.00	10.00	50.00#p#分頁標題#e#	100.00
單件產(chan) 品總耗時      [min]	45.50	45.10	45.05	3.50	2.30	2.15
焊接設備每小時費用  [￥]	30.00			70.00#p#分頁標題#e#
人工每小時費用      [￥]	40.00			40.00
單件產(chan) 品總費用    [￥]	54.08	53.62	53.56	106.42	24.22	13.94#p#分頁標題#e#
單件產(chan) 品總費用（含夾具）[￥]	104.08	63.62	58.56	306.42	64.22	33.94

從(cong) 表一中的計算可以看出，當同一工件的數量超過50件時，激光焊接的單件成本低於(yu) 氬弧焊的單件成本。

結語

目前鈑金加工行業(ye) 處於(yu) 加快發展的時期，各企業(ye) 麵臨(lin) 提升技術水平和產(chan) 品工藝，提高生產(chan) 效率的課題。焊接工藝作為(wei) 鈑金加工中重要的環節，已經成為(wei) 製約鈑金加工業(ye) 發展的瓶頸。采用激光焊接工藝，能夠極大改善產(chan) 品焊接質量，提高生產(chan) 效率並且降低成本，是增強鈑金加工企業(ye) 競爭(zheng) 力的利器。