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汽車製造

激光技術在汽車工業的應用

星之球科技 來源:勤加緣社區2013-03-01 我要評論(0 )   

安全性、舒適性、節能和環保一直作為(wei) 世界汽車工業(ye) 發展的主題,激光技術作為(wei) 現代汽車生產(chan) 中的主要加工方法之一,其發展也主要是圍繞著這一主題並結合本專(zhuan) 業(ye) 的自身特點進...

      安全性、舒適性、節能和環保一直作為(wei) 世界汽車工業(ye) 發展的主題,激光技術作為(wei) 現代汽車生產(chan) 中的主要加工方法之一,其發展也主要是圍繞著這一主題並結合本專(zhuan) 業(ye) 的自身特點進行的。汽車工業(ye) 是激光加工應用最多的領域之一。據有關(guan) 資料統計,在歐美工業(ye) 發達國家中,有50%~70%的零部件都是采用激光加工來完成的。尤其是近年來發展很快,1998年全世界約有3000多台激光加工機用於(yu) 汽車工業(ye) ,而且每年還有數以百計的激光加工機投入使用。應用於(yu) 汽車工業(ye) 的檢測、快速成形的小功率激光器目前也有數千台。

  在汽車工業(ye) 中,激光加工通常以切割為(wei) 主。激光束切割一般采用大功率射頻CO2激光器(近年來有被德國IPG大功率光纖激光器替代的趨勢),為(wei) 了提高切割速度和切割質量,在激光切割機的光束出口處一般都裝有噴嘴,以便在切割過程中同時吹氣體(ti) 。在切割金屬工件往往噴吹氧氣或壓縮空氣,以提高切割效率;而在切割易燃材料時則噴吹氮氣等惰性氣體(ti) 以防止燃燒。激光切割的切徑寬度一般小於(yu) 0.5mm(IPG的大功率光纖激光器可達到0.05mm)。它和工件的材料及厚度、激光束的功率、焦距及焦點位置、激光束的直徑、噴吹氣體(ti) 的壓力及流量等各種因素有關(guan) 。在汽車樣車和小批量生產(chan) 中大量使用三維激光束切割機,對普通鋁、不鏽鋼等薄板、帶材的切割加工,應用激光高速切割速度已達10M/min,不僅(jin) 大幅度縮短了生產(chan) 準備周期,並且使車間生產(chan) 實現了柔性化,加工麵積減小了一半。由於(yu) 它的加工效率高,比機械加工方式的加工費用減少了50%。如果每日開兩(liang) 班。折舊期可在2年左右完成。激光焊接在汽車工業(ye) 中已成為(wei) 標準工藝。

  激光用於(yu) 車身麵板的焊接可將不同厚度和具有不同表麵塗鍍層的金屬板焊在一起,然後再進行衝(chong) 壓,這樣製成的麵板結構能達到最合理的金屬組合。采用激光焊接的速度約為(wei) 4.5M/min,而且很少變形,省去了二次加工。激光焊接加速了用衝(chong) 壓零件代替鍛造零件的進程。采用激光焊接可以減少搭接寬度和一些加強部件,還可以壓縮車身結構件本身的體(ti) 積。僅(jin) 此一項車身的重量可減少56kg。激光焊接用於(yu) 車頂外殼與(yu) 框架焊接,傳(chuan) 動轉換器蓋板的焊接,由CNC控製,其循環時間約為(wei) 16秒,實際焊接時間僅(jin) 為(wei) 3秒,一天可連續運行24小時。

        近幾年來德國IPG公司在先進激光器製造領域異軍(jun) 突起,推出了商品化大功率光纖激光器係統,與(yu) 傳(chuan) 統CO2激光器及Nd:YAG激光器相比有諸多優(you) 點:1.免維護運行時間大大延長,大於(yu) 50,000小時;(傳(chuan) 統激光係統約500~5000小時)2.體(ti) 積/重量為(wei) 傳(chuan) 統激光器的1/5~1/10;3.電力消耗為(wei) 為(wei) 傳(chuan) 統激光器的1/10~1/20;4.運行費用及維護費用為(wei) 傳(chuan) 統激光係統的1/10~1/100;5.輸出光束質量超過傳(chuan) 統激光器幾十倍(此意義(yi) 十分重大,意味著可用較小輸出功率的激光束作加工,其效果還要優(you) 於(yu) 需要功率很大的傳(chuan) 統激光係統,大大節約能耗, 降低成本。隨著德國IPG公司大功率光纖激光器的商品化推出,金屬表麵處理工藝得到了很大的進展。其中應用較廣的有激光塗層、激光合金化、激光拋光、激光衝(chong) 擊硬化等工藝技術。激光表麵處理在汽車的發動機閥座、車頂外殼與(yu) 框架等零部件的製造中得到了廣泛的應用。
 

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