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鋼材/模具

激光拚焊技術在寶鋼的應用

星之球科技 來源:華工激光2011-12-21 我要評論(0 )   

隨著生活水平的不斷提高和改善,人們(men) 越來越多使用轎車作為(wei) 交通工具。轎車在給人們(men) 帶來方便的同時,也帶來了許多問題。其中,對能源的大量消耗便是需要關(guan) 注的問題之一,...

隨著生活水平的不斷提高和改善,人們(men) 越來越多使用轎車作為(wei) 交通工具。轎車在給人們(men) 帶來方便的同時,也帶來了許多問題。其中,對能源的大量消耗便是需要關(guan) 注的問題之一,而能源危機一直是困擾人類的一大全球問題。轎車車身越重,對能源的消耗便越多。因此,汽車工業(ye) 一直致力於(yu) 在不降低轎車結構穩定性的同時減輕車身重量。為(wei) 了滿足這一要求,許多新技術便不斷出現。在諸多新技術的使用和發展過程中,拚焊技術便是其中之一,滿足了在提高汽車結構安全性的同時降低車重的特定要求。

隨著激光技術的發展,激光加工在工業(ye) 中得到了大量的運用.以鋼鐵和汽車行業(ye) 為(wei) 例,激光加工技術在冷軋鋼板的連續生產(chan) 軋製和轎車生產(chan) 等各方麵得到了大力推廣。而在介於(yu) 鋼廠與(yu) 汽車廠之間的配套加工廠,近年來激光拚焊技術得到了運用。激光拚焊技術即可將經不同表麵處理、不同鋼種、不同厚度的兩(liang) 塊或多塊鋼板通過激光焊接方法,自由組合使之成為(wei) 一個(ge) 毛坯件,汽車廠直接使用此毛坯件衝(chong) 壓成零部件。因其具有自由組合,類似裁縫的性質,可將不同的鋼板進行拚接,故此項技術一推出,便將此類鋼板稱為(wei) 拚焊板(Tailor Welded Blanks)。在1993~1997年期間,由35家鋼廠和汽車廠聯合發起的超輕型車體(ti) ULSAB(Ultra Light Auto Steel Body)項目中,對在白車身結構件中使用激光拚焊技術便加以大力推廣。激光拚焊技術已經被廣泛的被運用在縱梁、保險扛、門內(nei) 板、地板、立柱等結構件中。目前,諸如通用公司、大眾(zhong) 公司、福特公司、豐(feng) 田公司、本田公司等大型汽車公司都已經在他們(men) 的新車型設計中運用此項新技術。

激光拚焊技術的前身

激光拚焊板源於(yu) 上世紀80年代,出現在汽車工業(ye) 。當時主要是為(wei) 了解決(jue) 鋼廠軋機軋出的鋼板板寬不夠的問題,通過拚焊技術從(cong) 而滿足汽車工業(ye) 對寬板的需求,故以將相同厚度的鋼板進行拚焊為(wei) 主。隨著汽車工業(ye) 的發展,激光拚焊板向差厚板方向發展,即可將不同厚度的鋼板實現拚焊,此時才真正實現了汽車鋼板激光拚焊的目的。

目前激光拚焊技術是在汽車工業(ye) 中廣泛使用的在衝(chong) 壓成形前將兩(liang) 塊或多塊具有不同厚度的材料連接起來再成形的一項新技術。在汽車廠傳(chuan) 統使用的工藝方案是將各種部件先衝(chong) 壓成零部件再采用點焊的方法連接成一個(ge) 整體(ti) ,而采用了激光拚焊新技術後,則改成先將不同強度和不同厚度的板材衝(chong) 裁、用激光焊接的方法連接成整體(ti) 毛坯,然後進行整體(ti) 衝(chong) 壓成形。

激光拚焊技術帶來的優(you) 勢

利用激光焊接技術生產(chan) 的拚焊板具有巨大的優(you) 勢,根據國外學者的研究,其優(you) 點多達37條,主要體(ti) 現在以下幾方麵:

(1)對最終車身重量的減輕。在汽車結構件的應用中,使用激光拚焊板,消除了使用多餘(yu) 加強件的需要,從(cong) 而帶來整體(ti) 車身重量的降低。通過在一塊鋼板中,不同材料和厚度的組合可以大大簡化整體(ti) 車身的結構。

(2)減少汽車零部件的數量。轎車車體(ti) 的結構精度可以得到大大提高,許多衝(chong) 壓設備和加工工序可以得到縮減。以門內(nei) 板的應用為(wei) 例,在車身設計中,該零件對於(yu) 衝(chong) 壓成形性能要求較高。這就意味著需要采用軟一點的和薄一點的材料。然而,在相同門內(nei) 板的前部,在鉸鏈與(yu) 門相連接的部位又需要足夠的強度來承受門的頻繁使用。在傳(chuan) 統工藝方法中, 就需要使用加強板來增強門內(nei) 板這一地方的強度。這件多餘(yu) 的部件在車間中則需要眾(zhong) 多的工序來完成加工。而現在,通過使用激光拚焊技術,將一塊大的、軟一點、薄一點的材料與(yu) 比較小的、硬一點、厚一點的材料通過激光焊接在衝(chong) 壓工序前就連接成一件門內(nei) 板,再衝(chong) 壓成一件整體(ti) 件,從(cong) 而完全消除了使用加強件的必要性。

(3)原材料利用率大大提高,廢料大大減少。通過在結構件的特定部位有選擇性的使用高強、厚材料從(cong) 而使材料的利用率大大提高。通過在落料工序中采用排料技術,將各種各樣的鋼板得到合理組合從(cong) 而大大降低材料工程廢料率。

(4)結構功能得到大大提高。通過使用激光拚焊技術,由於(yu) 將材料的強度、厚度得到合理組合,使結構的剛度得到大大改善。結構的抗腐蝕性能也得到提高。使用拚焊技術更加重要的作用便是通過厚度與(yu) 強度的組合,使結構件的抗碰撞性能得到大大提高。同時在有碰撞要求的部位,通過使用高強鋼或厚板,而在要求低的部位,使用低強鋼或薄板,從(cong) 而大大提高了汽車零部件抗碰撞的能力。激光拚焊正是適應了在該要加強的部位進行加強的需要,通過厚板和薄板的連接或者高強鋼與(yu) 低強鋼的連接,對汽車安全性提高的效果要大大優(you) 於(yu) 鋼板厚度或強度等級沒有變化的情況。與(yu) 傳(chuan) 統點焊工藝相比,使用激光拚焊板的衝(chong) 壓件其尺寸和形狀精度也大大提高。從(cong) 而使車身的裝配精度得到改善。這將帶來汽車噪聲的降低和更少的整體(ti) 裝配缺陷。

(5)為(wei) 生產(chan) 寬體(ti) 車提供可能。由於(yu) 受鋼廠軋機寬度的限製,鋼廠提供的板寬是有一定限度的,而隨著汽車工業(ye) 的發展,汽車對寬板的需求卻日趨緊迫,采用激光拚焊不失為(wei) 一種有效而經濟的工藝方法。 ULSAB項目於(yu) 1998年生產(chan) 出樣車,在這一超輕型車上運用的拚焊板零部件數量達到16件,約占車身重量的45%,由於(yu) 通過采用拚焊板技術,使車身零件數量約減少25%、抗扭剛度提高了65%、振動特性改善35%,並且增強了彎曲剛度。

寶鋼激光拚焊板的生產(chan) 和應用

在汽車白車身結構件中,越來越多的典型結構件諸如縱梁、門內(nei) 板、保險扛、加強板在衝(chong) 壓工序均使用激光拚焊板。據統計,在目前的新車身結構件設計中平均每輛車有2件或3件使用激光拚焊技術。尤其對於(yu) 那些價(jia) 格比較昂貴的轎車,在其車身設計中使用了更多的拚焊板。通過使用激光拚焊板,整車的抗碰撞性能得到大大提高。由於(yu) 汽車設計師和汽車生產(chan) 廠家已經意識到在汽車結構件中使用激光拚焊板可以大大簡化生產(chan) 工序、降低生產(chan) 成本、提高整車的性能,從(cong) 而在更多、更新的車身結構件中運用激光拚焊板。

我國對激光拚焊板生產(chan) 的研究和應用,以寶鋼對此反應最為(wei) 積極。寶鋼從(cong) 1991年就開始對激光拚焊技術進行跟蹤研究。1999年寶鋼技術中心引進激光拚焊試驗裝置,對激光拚焊技術進行研究,已完成多家汽車廠部分零件的工藝研究,且進行了實衝(chong) 試驗,達到實際車身零件對激光拚焊板的要求。

由於(yu) 對汽車生產(chan) 廠家而言,激光拚焊板具有很多優(you) 勢,目前在許多新的車型結構件上都使用激光拚焊板,對激光拚焊板的需求正在迅速增加。2004年11月9日,寶山鋼鐵股份有限公司與(yu) 阿賽洛(Arcelor)公司聯合投資成立了合資公司(上海寶鋼阿賽洛激光拚焊板有限公司)正式投產(chan) ,專(zhuan) 門大規模生產(chan) 激光拚焊板。該合資公司引進了先進的激光拚焊板生產(chan) 線,專(zhuan) 業(ye) 生產(chan) 激光拚焊板以滿足國內(nei) 汽車廠對於(yu) 激光拚焊板的需求。在不久的將來,中國汽車工業(ye) 對於(yu) 激光拚焊板的需求必將逐漸取代從(cong) 國外進口轉而由國內(nei) 生產(chan) 廠來滿足激光拚焊板的及時供應。

激光拚焊板是近年來在汽車工業(ye) 出現的一項新技術,通過在汽車白車身結構件上使用激光拚焊板,可以使車身重量得到大大降低、安全性能得到大大提高。在汽車廠衝(chong) 壓過程中,材料也得到合理使用,車間的材料廢品料可得到大大降低。#p#分頁標題#e#

汽車工業(ye) 對於(yu) 激光拚焊板的大量運用是當今時代發展的必然趨勢。
 

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