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汽車製造

拆車坊淺談大眾激光焊接工藝 其實並不完美

星之球科技 來源:車訊網2013-06-19 我要評論(0 )   

拆車坊已經發布了十七期,在這一年多的時間裏,我們(men) 遇到了很多大眾(zhong) 品牌轎車,也看到了它們(men) 使用的激光焊接工藝。但讓我們(men) 產(chan) 生疑問的是,同是大眾(zhong) 車型,按理說焊接工藝應...

       拆車坊已經發布了十七期,在這一年多的時間裏,我們(men) 遇到了很多大眾(zhong) 品牌轎車,也看到了它們(men) 使用的激光焊接工藝。但讓我們(men) 產(chan) 生疑問的是,同是大眾(zhong) 車型,按理說焊接工藝應該是源自同種技術,表現應該差不多。但是高爾夫優(you) 質的激光焊接、途觀和邁騰的焊穿現象、昊銳奇怪的搭接激光焊接等,讓我們(men) 看到了大眾(zhong) 車係並不統一的品質呈現。本文將針對大眾(zhong) 汽車激光焊接工藝做一個(ge) 簡單的討論,文中部分解讀由清華大學汽車工程係專(zhuan) 家給出。

 

 

  關(guan) 於(yu) 激光焊接工藝:激光焊接就是將高強度的激光束輻射至金屬表麵,通過激光與(yu) 金屬的相互作用,金屬吸收激光轉化為(wei) 熱能使金屬熔化後冷卻結晶形成焊接。通俗點講,激光束接觸金屬材質時,其熱量通過熱傳(chuan) 導傳(chuan) 輸到工件表麵及表麵以下更深處,在激光熱源的作用下,材質熔化、蒸發、並穿透工件的厚度方向形成狹長空洞,隨著激光焊接的進行,小孔沿兩(liang) 工件間的接縫移動,進而形成焊縫。

 

  激光焊接焊穿算不算瑕疵?

 

  我們(men) 先來看看第十六期中,一汽-大眾(zhong) 對邁騰門框激光焊接焊穿的解釋(回複原文未經任何刪改):

 

  圖中的兩(liang) 個(ge) 焊點是中頻點焊的焊點,由於(yu) 一汽-大眾(zhong) 邁騰門框采用超高強度鋼,根據工藝要求,必須先經過中頻點焊再進行激光焊接。

 

  中頻點焊時由於(yu) 內(nei) 外兩(liang) 側(ce) 超高強度鋼和低合金高強鋼的強度和硬度以及熔點等方麵存在差異,所以焊點外觀比采用低合金鋼的焊點明顯。但前者強度遠高於(yu) 後者,使車身具有更高的強度和剛度。

 

圖注:拆車坊拆解的邁騰車門框焊接部位

  焊穿的原因是因為(wei) :焊前上、下衝(chong) 壓單件的匹配存在一定的間隙,從(cong) 而導致極個(ge) 別車輛的部分區域焊穿。

 

  從(cong) 焊接強度來看:麵連接的強度遠大於(yu) 線連接的強度,線連接的強度遠大於(yu) 點連接的強度,所以即便出現局部的焊穿,激光線型焊接的強度也會(hui) 遠大於(yu) 點焊的強度。

 

 

圖注:拆車坊拆解的途觀車門框焊接部位出現瑕疵

 

圖注:拆車坊拆解的高爾夫車門框焊接部位工藝優(you) 秀

  清華大學汽車工程係資深專(zhuan) 家解讀:焊穿現象的確是瑕疵

 

  激光焊接工藝一直就是大眾(zhong) 集團所倡導的,其各款車型中也普遍應用了該技術工藝。我們(men) 也針對激光焊接工藝請教了清華大學汽車工程係的資深專(zhuan) 家吳凱輝老師,得到的解釋是:激光焊接工藝在理論上的確好於(yu) 傳(chuan) 統的點焊工藝,因為(wei) 它能讓鋼板結合更嚴(yan) 密,整體(ti) 強度更高。但是在實際應用中,很難證明激光焊接的優(you) 勢,也不能很容易的證明點焊的牢固程度差。

 

途觀的激光焊接裏還摻雜了點焊工藝

拆車坊淺談大眾(zhong) 激光焊接工藝 其實並不完美

途觀的激光焊接裏還摻雜了點焊工藝

  事實上,大眾(zhong) 集團自己也沒有相應的數據來證明激光焊接工藝大大優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統點焊工藝。但是有一點可以肯定的是,激光焊接工藝成本高於(yu) 傳(chuan) 統點焊工藝,至於(yu) 原因,後文將詳細解讀。吳老師指出:拆車坊所遇到的途觀和邁騰車門框激光焊接焊穿的情況,可以確定是工藝瑕疵,關(guan) 於(yu) 這一點,廠家再怎麽(me) 解釋也無法掩飾。至於(yu) 高爾夫的門框激光焊接為(wei) 什麽(me) 那麽(me) 漂亮,原因可能比較簡單。一個(ge) 大膽的猜想是:高爾夫生產(chan) 線上使用的激光焊接設備,品質較好(途觀和邁騰生產(chan) 線的激光焊接設備可能品質低於(yu) 高爾夫的焊接設備),而國家相關(guan) 法規又沒有規定激光焊接工藝應該達到什麽(me) 效果。此外,正如廠家所說,即便是焊穿了,其強度也不一定差到哪裏去,隻可惜誰都沒有數據來證明。

  激光焊接工藝成本為(wei) 何居高不下?

 

  這是一個(ge) 比較有意思的問題,大眾(zhong) 集團一直聲稱激光焊接工藝成本遠遠高於(yu) 傳(chuan) 統的點焊工藝,我們(men) 也無從(cong) 得知其真實性。為(wei) 此,拆車坊編輯專(zhuan) 門請教了清華大學汽車工程係高級工程師林建老師。林老師給出了觀點:激光焊接工藝並不是中國人自己研發的,大眾(zhong) 車型的激光焊接設備,是從(cong) 國外引進的。這就涉及到了知識產(chan) 權和技術專(zhuan) 利等各種費用,即便是設備本身值不了多少錢,但你自己沒有這個(ge) 技術,從(cong) 外國人手裏買(mai) ,那基本上就是要多少錢給多少錢了。

 

 

上海大眾(zhong) 帕薩特車頂激光焊接工藝

  可以說,激光焊接工藝,在最基礎的設備購買(mai) 上,上海大眾(zhong) 和一汽-大眾(zhong) 就已經下了血本,那麽(me) 其後期的生產(chan) 成本較高,也是可以理解的了。還有一種說法稱:激光焊接工藝的設備占用的車間麵積較小,比傳(chuan) 統點焊工藝車間少占用一半的空間,因此說激光焊接工藝如果是批量應用的話,其成本可能並不高,甚至會(hui) 低於(yu) 傳(chuan) 統的點焊工藝。對此說法,林建老師表示:即便是激光焊接工藝車間占地麵積小,似乎也不足以成為(wei) 生產(chan) 成本可以降低的理由。其實,對於(yu) 汽車廠家來說,本身都是身處遠離城市的郊區,廠區麵積也都是一望無際,其占地的成本並不是寸土寸金的;激光焊接總成本的高低,更多的還是和設備購買(mai) 價(jia) 格、海外授權等息息相關(guan) 。

 

 

 

上海大眾(zhong) 帕薩特門框使用傳(chuan) 統點焊工藝#p#分頁標題#e#

  激光焊接的車頂隱藏了什麽(me) 秘密?

 

  對於(yu) 激光焊接的車頂,大家直觀的看就是很美觀,因為(wei) 沒有了礙眼的密封條,車頂顯得很光滑。其實並不能隻看外觀,林建老師指出:雖然車頂沒有了黑色的密封條,但是並不代表其工藝足夠優(you) 秀。事實上,車頂的激光焊接也可以控製成本,高品質的工藝是一條激光焊貫穿始終,而省錢的做法就是每隔5、6厘米焊接一次(邁騰的車門框就是如此),這種激光焊接其實是有不嚴(yan) 密的地方的。而我們(men) 直觀看到的車頂激光焊接之處,由於(yu) 噴塗了漆麵,所以也看不到具體(ti) 的工藝。如果有機會(hui) 的話,拆車坊會(hui) 將車頂的激光焊接處刮開看看,便知答案。

 

 

  關(guan) 於(yu) 上海大眾(zhong) 斯柯達昊銳的車頂激光焊接,為(wei) 何還采用了黑色密封條設計,廠家給出了這樣的解釋:昊銳的車頂是激光焊接。但汽車車頂和側(ce) 圍的搭接方式有多種,是由不同的搭接方式決(jue) 定是否需要“背帶”,而不是僅(jin) 由是否激光焊接判斷。對昊銳來說,出於(yu) 造型需要,“背帶”也有一定的裝飾和美觀作用。

 

  傳(chuan) 統點焊工藝為(wei) 何參差不齊?

 

  我們(men) 再次提出了一個(ge) 有趣的問題,通過照片我們(men) 很容易發現,傳(chuan) 統的點焊工藝,其每個(ge) 焊點並不在一條有規律的線上,說白了就是參差不齊,這究竟是為(wei) 什麽(me) 呢?對此,林建老師的觀點是:傳(chuan) 統的點焊工藝,其實並不要求美觀性,因為(wei) 這些被焊接的部位,都不會(hui) 露出來,一般是看不見的。而參差不齊的焊點,並不會(hui) 對車輛的牢固性和安全性構成威脅。廠家如果願意投入的話,使用全自動機器人焊接,那麽(me) 焊點相對來說就整齊一些;而成本較低的,就是由人工來操作機器手臂進行焊接工作,那麽(me) 其焊點可能就不會(hui) 那麽(me) 整齊且間距不均勻。無論是全自動的點焊,還是人工的點焊,其強度應該都滿足安全需求,消費者無需擔心。

 

 

 

上麵兩(liang) 張圖是斯柯達昊銳的門框焊點間距不均勻且焊點略顯不齊

  對此問題,吳凱輝老師補充了一些觀點:其實有些點焊焊點不整齊、間距不均勻,很有可能是設計師故意安排的。因為(wei) 車輛的整體(ti) 結構並不是規則的幾何體(ti) ,因此其受力的點並不能用肉眼來判斷。通過計算機係統計算模擬得出的數據,可以將焊點安排在最合適的部位,而這樣安排的結果就是,美觀度上不佳,直觀的看就是參差不齊,但是其效果將更加的安全。有一個(ge) 方法可以證明這個(ge) 觀點,那就是找兩(liang) 輛或更多同樣的車型,查看其同一部位的焊點,如果都是一樣的參差不齊,且焊點排布完全一樣,那麽(me) 很可能就是技術人員有意為(wei) 之的。

 

  總結:大眾(zhong) 集團的激光焊接工藝並非獨門絕技,隻是在廣告宣傳(chuan) 上大眾(zhong) 很會(hui) 做文章,將激光焊接和DSG宣傳(chuan) 得神乎其神。激光焊接工藝目前尚不成熟,在傳(chuan) 統點焊工藝依然夠用的情況下,沒必要刻意去追求激光焊接,因為(wei) 它並不完美。 

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