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。

       同激光切割相似，激光焊接的優(you) 勢之一就是熱輸入量很小。因為(wei) 對於(yu) 高強度鋼來說，在熱輸入量過大的情況下，其中某些合金就會(hui) 喪(sang) 失高強度的特性。激光焊接同樣也是高質量的加工過程，隻有很小的熱變形，幾乎不會(hui) 使材料產(chan) 生翹曲，其精度也無與(yu) 倫(lun) 比。除此以外，激光還可以用來焊接某些不可想象的部件，如轎車後擋板和頂蓬連接處。而且，激光焊接與(yu) 傳(chuan) 統點焊相比，需要的凸緣更小，這同樣降低了車身重量和燃油消耗。要實現這些優(you) 越性，連續焊縫是必要的。
 

       掃描焊接(Scanner Welding)則提供了更高的焊接效率、更大的柔性以及更好經濟性，特別是對於(yu) 某些部件需要很多短的搭接焊縫時更是如此。掃描焊接也被稱之為(wei) 遠距離焊接(Remote Welding)，這是一種使用掃描鏡組的動態焊接工藝。通常的工件移動或者是焊接鏡組移動時間減少了。一個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 振鏡在掃描鏡頭內(nei) 將激光光束快速在焊縫之間切換，所需時間幾乎為(wei) 零。焊縫之間的距離越大，工件上的焊縫數量越多，這種技術的優(you) 勢越明顯。可以采用各種形狀的焊縫而不要增加焊接時間，這使得熱變形進一步降低。采用這種技術，焊接時間可以降低60%。因此，一個(ge) 掃描鏡組工作站可以替代幾個(ge) 傳(chuan) 統的焊接工作站。
    

       在使用這種掃描焊接技術後，汽車車身的結構件可以變得更加靈活。焊縫形狀可以根據焊點的強度要求采用不同的形式。這樣，焊接凸邊的尺寸相對電阻點焊可以進一步減小。汽車製造業(ye) 因此得益於(yu) 重量更輕、更加經濟的高強度零部件。而且，激光掃描焊接僅(jin) 需要從(cong) 工件一側(ce) 進行焊接，這可以使得接頭尺寸減小，降低車身重量但保證了車身強度。

       例如，掃描焊接工作站可以采用通快TLF激光的TrumaScanL4000或者是PFO配合工業(ye) 機器人來實現。這種工作站也可以對整個(ge) 車身進行三維加工。通快公司的高光束質量的TruDisk固體(ti) 激光器用來配合機器人係統進行掃描焊接。
對未來車身結構的研究表明，掃描焊接係統相對於(yu) 電阻點焊來說，可以降低30%的投資成本，減少50%的加工區域，縮短60%的加工時間。

結論
激光技術為(wei) 加工處理高強度鋼開啟了一條新渠道，提高了經濟效益。預計未來激光技術還將對汽車設計產(chan) 生巨大的影響。