汽車製造商越來越依賴於(yu) 激光技術來進行高強度鋼的加工處理。無論是用於(yu) 焊接、切割或是表麵處理,激光加工的經濟優(you) 勢均得到進一步體(ti) 現。
高強度鋼在汽車工業(ye) 中得到越來越廣泛的應用,這使得汽車的製造成本進一步降低。其原因在於(yu) ,高強度鋼的使用降低了汽車裝配環節中的零部件的數量,因此降低了生產(chan) 成本,減輕了整車重量,最終使得汽車的燃油消耗得以降低。
激光堆焊應用——表麵耐磨處理
新型鋼材的使用並非一帆風順,沒有任何障礙。為(wei) 了獲得高強度或超高強度性能,通常在成型期間對汽車零部件進行壓力硬化處理。奧地利格拉茨理工大學的模具與(yu) 成型研究所進行的“Cool Tool”項目正是進行了這方麵的研究。這套方案包含了一套對壓力硬化過程進行低溫回火的模具加工係統,這個(ge) 係統利用經過改進的技術,可以更加經濟地對硼化合金鋼進行壓力硬化處理。冷卻通道的幾何形狀就像網絡一樣布滿於(yu) 模具內(nei) 部,從(cong) 而優(you) 化了冷卻與(yu) 加熱能力,縮短了加工周期。
模具通常采用球墨鑄鐵材料製成,其成本很低,而且便於(yu) 進行二次加工,但是存在表麵強度低、耐磨性差等問題,所以有必要在承受高載荷區域覆上一層高硬度材料,激光粉末堆焊就可完成這個(ge) 操作。事實證明,激光粉末堆焊是一種很好的完成此種工藝的方法。通快激光係統公司也進行了此種工藝的研究,並且開發出了金屬粉末直接沉積設備(Direct Metal Deposition,DMD)。
在這種工藝中,金屬粉末以與(yu) 激光光束同軸的方向被送入工件表麵激光熔池中,而不必對工件進行預熱。金屬粉末與(yu) 基體(ti) 材料一起形成了高強度的耐磨冶金混合物。與(yu) 傳(chuan) 統的燒結方法相比,激光粉末沉積有著無可比擬的優(you) 勢:熱輸入量小,硬度增加而且表麵裂紋減少;塗層內(nei) 部硬度有限分布,摩擦係數好;基體(ti) 材料變形微乎其微,殘餘(yu) 應力在成型中不會(hui) 導致裂紋。而且激光粉末沉積完全可以用於(yu) 自動化生產(chan) 。
三維激光切割——無可替代的方法
切邊是對高強度鋼的另一項挑戰。三維激光器切割適用於(yu) 成型鈑金件的切邊,特別是對於(yu) 強度高達1500 MPa的鋼板,因為(wei) 沒有其他的加工方法可以替代。在這種情況下,用戶就沒有必要對昂貴的衝(chong) 壓設備和剪裁設備進行投資。因為(wei) 在加工這些高硬度的材料時,傳(chuan) 統設備的衝(chong) 模或者刀具的使用壽命會(hui) 大大縮短,而激光切割就不必考慮這些問題,還具有安裝時間短、可靈活更換產(chan) 品或樣品生產(chan) 等優(you) 點。
通快的三維激光產(chan) 品TruLaserCell已應用於(yu) 大眾(zhong) 帕薩特B側(ce) 圍的切割,當然包括切邊。B側(ce) 圍由高強度鋼熱成型而成,其硬度很高而且要承受很大的應力。高強度鋼所製的B側(ce) 圍增加了耐衝(chong) 撞力,提高了汽車的安全性。這也是盡管高強度鋼的成本較高,可是汽車製造商還是願意使用的原因。
激光焊接——效率、柔性、經濟
激光既可進行高強度鋼的切割,也可用於(yu) 焊接。激光焊接效率更高,更加經濟,而且焊接質量得到很大提升。但激光焊接對精度要求更高,而且激光器的投資成本相對而言也比較高。
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